Przejdź do głównej zawartości

Zderzenia martwych gwiazd rozsiewają ciężkie metale w małych galaktykach

Naukowcy z Caltech po raz pierwszy odkryli, że łączące się pary gwiazd neutronowych (wypalone jądra gwiazd, które eksplodowały), tworzą większość ciężkich pierwiastków w małych galaktykach karłowatych. Ciężkie pierwiastki, takie jak srebro i złoto, są kluczowe dla formowania się planet, a nawet samego życia. Badając galaktyki karłowate, naukowcy mają nadzieję dowiedzieć się więcej o podstawowych źródłach ciężkich pierwiastków dla całego Wszechświata.


Pochodzenie najcięższych pierwiastków układu okresowego, w tym 95% całego złota na Ziemi, było od dziesięcioleci przedmiotem debat. Obecnie wiadomo, że najcięższe pierwiastki powstają, gdy jądra atomów w gwiazdach przechwytują cząsteczki zwane neutronami. Dla większości starych gwiazd, włącznie z tymi znajdującymi się w galaktykach karłowatych z tego badania, proces zachodzi szybko, i dlatego nazywany jest „procesem r”, gdzie „r” oznacza „szybki” (ang. rapid).

Istnieją dwa wyróżnione miejsca, w których teoretycznie istnieje proces r.  Pierwszym potencjalnym miejscem jest wybuch supernowej, która wytwarza duże pola magnetyczne – magnetorotacyjna supernowa. Drugie to łączące się lub zderzające dwie gwiazdy neutronowe. W sierpniu 2017 roku LIGO oraz inne naziemne teleskopy wykryły jedną z takich kolizji gwiazd neutronowych, które tworzyły najcięższe pierwiastki. Jednakże bycie świadkiem tylko jednego wydarzenia nie mówi astronomom, gdzie większość z nich powstaje w galaktykach.

Aby przyjrzeć się produkcji ciężkich pierwiastków w galaktykach jako całości, naukowcy z Caltech zbadali kilka pobliskich galaktyk karłowatych za pomocą teleskopu Kecka znajdującego się na Mauna Kea na Hawajach. Podczas, gdy Droga Mleczna jest uważana za przeciętną galaktykę pod względem rozmiarów, galaktyki karłowate, które krążą wokół niej, mają około 100 000 razy mniejszą masę gwiazdową, niż Galaktyka. Naukowcy przyjrzeli się temu, kiedy powstały najcięższe pierwiastki w galaktykach. Supernowe magnetorotacyjne mają tendencję do występowania bardzo wcześnie we Wszechświecie, podczas gdy łączenie się gwiazd neutronowych następuje później.

Wyniki tych badań dostarczają nowych dowodów na to, że dominujące źródła procesu r w galaktykach karłowatych występują na stosunkowo długich skalach czasowych – to znaczy, że zostały stworzone później w historii Wszechświata. To właśnie opóźnienie w produkcji ciężkich pierwiastków identyfikuje zderzenia się gwiazd neutronowych jako ich główne źródło.

Profesor astronomii w Caltech i współautor tego opracowania, Evan Kirby, wyjaśnia: „Badanie to opiera się na koncepcji archeologii galaktycznej, która wykorzystuje pierwiastki obecne w gwiazdach do ‘wykopania’ dowodów historii produkcji pierwiastków w galaktykach. Konkretnie, mierząc stosunek pierwiastków w gwiazdach w różnym wieku, jesteśmy w stanie powiedzieć, kiedy powstały one w galaktyce.”

Astronomowie często badają galaktyki karłowate, które są dla nich sposobem na poznanie galaktyk w ogóle. Ponieważ są one małe, mają mniej skomplikowane historie, które są łatwiejsze do odczytania, niż ich większych odpowiedników.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…