28 stycznia 2016

Tajemnicza zmienna kataklizmiczna

μ Centauri to bardzo interesująca gwiazda zmienna kataklizmiczna. Ta karłowata nowa tworzy ciasny układ podwójny, w którym biały karzeł przejmuje materię ze swojego towarzysza. Chociaż niewiele wiadomo o μ Centauri, udaje się obserwować okresowe zmiany jej jasności o niewielkiej amplitudzie. Astronomowie odkryli także, że krzywa zmian blasku układu zawiera dziwne spójne modulacje o dwóch różnych okresach.

Albert Bruch z Laboratório Nacional de Astrofísica w Brazylii wykorzystał do badań teleskopy z Observatorio do Pico dos Dias w Brazylii: 0,6 metrowego Zeissa oraz 0,6 metrowy teleskop Boller’a i Chives’a. Obserwacje fotometryczne krzywej zmian blasku były prowadzone przez sześć nocy w lutym, maju i czerwcu 2015 roku i wykazały wyraźną modulację w skali czasowej około czterech godzin. Według Brucha obserwacje wskazują wprost elipsoidalną krzywą zmian jasności składnika wtórnego, mającą znaczący wkład w krzywą blasku tej długookresowej nowej karłowatej.

Zmiany blasku gwiazdy okazują się być niewielkie w porównaniu do większości zmiennych kataklizmicznych, co można wyjaśnić znaczącym udziałem jasności składnika wtórnego w całkowitym blasku układu. Nie jest zaskakującym fakt, że μ Centauri doświadcza zjawiska okresowych zmian jasności, gdyż jest to cechą charakterystyczną kataklizmicznych gwiazd zmiennych. Badając krzywe zmian blasku gwiazdy, astronom wykrył zgodne modulacje w dwóch różnych okresach. Badania wykazały, że okres orbitalny i związany z nim pierwszy okres zmian jasności wynosi w przybliżeniu 0,34 doby a drugi okres zmian blasku około 0,18 doby.

Poza dominującym okresem orbitalnym, który jest odpowiedzialny za elipsoidalną krzywą blasku składnika wtórnego, została wykryta zmienność w drugim okresie nieco dłuższa, niż połowa okresu orbitalnego. Wg Brucha natura takich zmian nie jest jasna. Jedno z możliwych wyjaśnień jest takie, że μ Centauri jest polarem pośrednim. Modulacja może być spowodowana zmienną postacią magnetycznie ograniczonego obszaru na powierzchni białego karła rotującego z drugim okresem. Jednakże dowody zebrane do tej pory, słabo potwierdzają tę hipotezę.

Zgodnie z badaniami Bruncha nachylenie orbitalne powinno się mieścić w przedziale 50 do 65 stopni. Temperaturę składnika wtórnego oszacowano na 5000 K, co jest zbliżone do temperatury gwiazd w układach zmiennych kataklizmicznych o podobnych okresach orbitalnych.

Mimo, że badania ukazują tajemniczą naturę gwiazdy μ Centauri i wykazują istotne informacje na temat orbity i temperatury, Bruch zauważył, że inne istotne parametry układu, takie jak stosunek masy, nie mogą być ograniczone ze względu na silną zależność parametrów.

Badania te są jest kolejnym krokiem w zrozumieniu kataklizmicznych gwiazd zmiennych, takich jak μ Centauri. Dzięki temu, że liczba znanych tego typu układów wzrosła w ostatnich latach, istnieje obszerny katalog tego typu obiektów, dostępny dla dalszych badań. Wiele z nich łatwo można zaobserwować przez stosunkowo niewielkie teleskopy, co sprawia, że przyszłe obserwacje będą bardziej dostępne.

Źródło:
Phys.org

Urania - Postępy Astronomii

16 stycznia 2016

Niewidzialna czarna dziura

Zespół astronomów z Uniwersytetu Keio w Japonii, dzięki danym z 45-metrowego radioteleskopu Nobeyama, wykrył ślady niewidzialnej, czarnej dziury o masie pośredniej, znajdującej się w okolicy centrum Drogi Mlecznej. Jej masa jest szacowana na około 100.000 mas Słońca. Astronomowie zakładają, że owa czarna dziura może być kluczem do zrozumienia narodzin supermasywnych czarnych dziur znajdujących się w centrach galaktyk.

Dzięki wynikom z radioteleskopu badacze odkryli enigmatyczną chmurę gazu nazwaną CO-0.40-0.22, która znajduje się w odległości zaledwie 200 lat świetlnych od centrum Drogi Mlecznej. Tym, co czyni CO-0.40-0.22 niezwykłą, jest zaskakująco szerokie rozproszenie prędkości gazu, który chmura zawiera. Aby szczegółowo zbadać strukturę, zespół ponownie obserwował CO-0.40-0.22 w celu uzyskania 21 linii emisyjnych 18 cząsteczek. Wyniki pokazują, że chmura ma kształt eliptyczny i składa się z dwóch elementów: mniejszego, o niskiej gęstości, w którym rozrzut prędkości gazu sięga 100 km/s, oraz gęstego elementu rozciągającego się na 10 lat świetlnych, z wąskim rozproszeniem prędkości.
Chmura nie posiada żadnych dziur. Ponadto obserwacje w promieniach X i świetle podczerwonym nie wykazały żadnych zwartych obiektów. Cechy te sugerują, że dyspersja prędkości nie jest spowodowana przez lokalne wydarzenia, jak na przykład wybuchy supernowych. Zatem astronomowie przeprowadzili proste symulacje ruchu gazu będącego pod wpływem silnego źródła grawitacyjnego. W symulacji tej chmury gazu są najpierw przyciągane przez źródło a ich prędkość zwiększa się wraz ze zbliżaniem się do niego, osiągają maksimum w pobliżu obiektu, a gdy go miną, ich prędkość się zmniejsza. Zespół odkrył, że model, w którym użyto źródła grawitacyjnego o masie 100.000 mas Słońca wewnątrz obszaru o średnicy 0,3 lat świetlnych, jest najbardziej dopasowany do wyników obserwacyjnych. Ponieważ obserwacje w podczerwieni i promieniach X nie wykazały żadnego obiektu, według naukowców najlepszym kandydatem na źródło tak silnego pola jest czarna dziura.

Jeżeli zespół ma rację, jest to pierwsza odkryta czarna dziura o masie pośredniej. Astronomowie znają dwa rodzaje czarnych dziur: o masach gwiazdowych, które powstają w wyniku gigantycznych wybuchów bardzo masywnych gwiazd, oraz supermasywne czarne dziury (SCD), często znajdujące się w centrach galaktyk. Masa SCD waha się w przedziale od kilku milionów do miliardów mas Słońca. Odkryto wiele SCD, ale nikt nie wie, w jaki sposób powstają. Jeden z pomysłów jest taki, że tworzą się poprzez połączenie się wielu czarnych dziur o masach pośrednich. Tylko tutaj pojawia się problem, gdyż do tej pory nie uzyskano silnych dowodów na istnienie czarnych dziur o masach pośrednich. Jeżeli okaże się, że chmura CO-0.40-0.22, znajdująca się w odległości 200 lat świetlnych od Sgr A* (SCD o masie 400 milionów mas Słońca, w centrum Drogi Mlecznej), zawiera czarną dziurę o masie pośredniej, będzie to mocne potwierdzenie teorii powstawania SCD.

Źródło:
Phys.org

Urania - PA

6 stycznia 2016

Kosmiczna "czkawka" pobliskiej czarnej dziury

Zespół astronomów korzystający z danych otrzymanych z teleskopu Chandra odnalazł dowody na wybuchy supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w centrum małej galaktyki NGC 5195. Łączy się ona z dużą galaktyką spiralną NGC 5194, znaną również jako Galaktyka Wir. Obydwie galaktyki stanowią układ Messier 51 (M 51 - obiekt 51 w katalogu Messiera).

M 51 leży w odległości około 26 milionów lat świetlnych od Ziemi. Czarna dziura znajdująca się w NGC 5195 jest jedną z najbliższych nam, jednocześnie będąc w trakcie tak gwałtownych wybuchów. Na podstawie danych z teleskopu Chandra, Eric Schlegel z University of Texas w San Antonio wraz ze swoimi współpracownikami wykrył dwa łuki emisji rentgenowskiej blisko centrum NGC 5195. Astronomowie uważają, że owe łuki są pozostałością dwóch ogromnych wybuchów, podczas których czarna dziura wyrzuciła materię na zewnątrz, do galaktyki. Zdarzenie to mogło mieć duży wpływ na obecny wygląd galaktyki.
Nad zewnętrznym łukiem rentgenowskim astronomowie zaobserwowali cienki region emisji stosunkowo chłodnego gazu wodorowego, w obrazie optycznym 0,9-metrowego teleskopu Kitt Peak National Observatory. Obserwacja ta może sugerować, że gaz emitujący promieniowanie X wypchnął gaz wodorowy z centrum galaktyki. Takie zdarzenie, gdzie supermasywna czarna dziura wpływa na swoją macierzystą galaktykę astronomowie nazywają “feedback”.

Właściwości gazu wokół łuków w NGC 5195 sugerują, że ten zewnętrzny “zepchnął z drogi” wystarczającą ilość materii aby mógł się rozpocząć proces powstawania nowych gwiazd. Naukowcy sądzą, że ów “feedback” uniemożliwia galaktykom zbytnie rozrastanie się i jednocześnie może pozwalać na powstawanie niektórych gwiazd. Proces ten pokazuje, że czarne dziury nie tylko niszczą, ale też coś tworzą.

Astronomowie uważają, że wybuchy supermasywnej czarnej dziury w galaktyce NGC 5195 mogą być wywołane przez oddziaływanie mniejszej galaktyki z większą towarzyszącą galaktyką spiralną, w skutek czego do czarnej dziury dostarczana jest duża ilość gazu. Energia generowana przez materię opadającą na czarną dziurę doprowadza do powstania wybuchu. Zespół szacuje, że potrzeba od jednego do trzech milionów lat dla zewnętrznego oraz od trzech do sześciu milionów lat dla wewnętrznego łuku, aby mogły osiągnąć obecne położenie.

Łuki są ciekawe dla astronomów również ze względu na ich położenie w galaktyce. Znajdują się poza rejonami gwałtownych wpływów czy wiatrów z supermasywnych czarnych dziur. Obszary takie zostały wykryte w aktywnych supermasywnych czarnych dziurach, w innych galaktykach, jednak wciąż znajdują się w dużo większych lukach i włóknach obserwowanych w gorącym gazie wokół wielu masywnych galaktyk. Jako takie mogą stanowić rzadki obraz okresu pośredniego w procesie feedbacku zachodzącym pomiędzy gazem międzygwiazdowym a czarną dziurą.

Źródło:
Chandra

Obserwowanie procesów gwiazdotwórczych w kosmiczne południe

Tworzenie się gwiazd w galaktykach wydaje się być mocno regulowane przez przepływ gazu do i z galaktyk. Naukowcom nadal nie udało się ustal...