Przejdź do głównej zawartości

Umierająca gwiazda emituje szept

Zespół naukowców pod kierownictwem Caltech zaobserwował osobliwą śmierć potężnej gwiazdy, która eksplodowała w postaci słabej i szybko zanikającej supernowej. Obserwacje te sugerują, że gwiazda ma niewidzialnego towarzysza, który grawitacyjnie zabiera masę gwiazdy pozostawiając jedynie obnażoną gwiazdę, która eksplodowała w postaci szybkiej supernowej. Uważa się, że eksplozja doprowadziła do powstania martwej gwiazdy neutronowej krążącej wokół swego gęstego i zwartego towarzysza, co sugeruje, że naukowcy po raz pierwszy byli świadkami narodzin układu podwójnego zwartych gwiazd neutronowych.


Badanie zostało przeprowadzone przez studenta Kishalay De i opisane w artykule opublikowanym w czasopiśmie Science. Praca została wykonana głównie w laboratorium Mansi Kasliwala, adiunkta astronomii. Kasliwal jest głównym badaczem prowadzonego przez Caltech projektu Global Relay of Observatories Watching Transients Happen (GROWTH).

Kiedy masywna gwiazda – co najmniej ośmiokrotnie masywniejsza od Słońca – wyczerpie paliwo w swoim jądrze, wtedy zapada się do wewnątrz, a następnie wybucha w potężnej eksplozji zwanej supernową. Po wybuchu wszystkie zewnętrzne warstwy gwiazdy zostają odrzucone, pozostawiając gęstą gwiazdę neutronową – mniej więcej wielkości małego miasta, ale o masie większej, niż Słońce.

Podczas eksplozji supernowej umierająca gwiazda wyrzuca całą materię z zewnętrznych warstw. Zwykle jest to kilka razy więcej, niż wynosi masa Słońca. Jednak zdarzenie, które zaobserwował Kasliwal wraz ze współpracownikami, a które nazwano iPTF 14gqr, wyrzuciło materię stanowiącą zaledwie ⅕ masy Słońca.

Astronomowie widzieli zapadnięcie się jądro tej masywnej gwiazdy, jednak zaobserwowali niezwykle małą ilość odrzuconej masy. Nazywają to supernową o skrajnie obnażonej powłoce i jest to coś, czego istnienie od dawna przewidywali. Po raz pierwszy naukowcy przekonująco zobaczyli, że zapadające się jądro masywnej gwiazdy jest tak pozbawione materii.

Fakt, że gwiazda w ogóle eksplodowała, sugeruje, że musiała być wcześniej otoczona dużą ilością materii, a jej jądro nigdy nie stałoby się wystarczająco ciężkie, by się zapaść. Jednak gdzie była brakująca masa?

Naukowcy wywnioskowali, że masa została skradziona – gwiazda musi mieć jakiegoś gęstego, zwartego towarzysza, albo białego karła, gwiazdę neutronową lub czarną dziurę – wystarczająco blisko, by grawitacja wypłukała jej masę, zanim gwiazda eksplodowała. Gwiazda neutronowa, która została z supernowej, musiała narodzić się na orbicie wraz z tym gęstym towarzyszem. Obserwowanie iPTF 14gqr było faktycznie obserwowaniem narodzin zwartej gwiazdy neutronowej. Ponieważ ta nowa gwiazda neutronowa i jej towarzysz znajdują się tak blisko siebie, w końcu połączą się w kolizji podobnej do tej z 2017 roku, która wytworzyła fale grawitacyjne i elektromagnetyczne.

Nie tylko iPTF 14gqr jest zdarzeniem godnym uwagi a fakt, że został w ogóle zaobserwowany, był przypadkowy, ponieważ zjawiska te są zarówno rzadkie jak i krótkotrwałe. Rzeczywiście, tylko dzięki obserwacjom wczesnych faz supernowej badacze mogli wywnioskować, że wybuch pochodzi od masywnej gwiazdy.

Wydarzenie to zostało po raz pierwszy zaobserwowane w Obserwatorium Palomar będącego częścią Palomar Transient Factory (iPTF), nocnego przeglądu nieba w poszukiwaniu przejściowych lub krótkotrwałych kosmicznych zdarzeń, takich jak supernowe. iPTF 14gqr zostało zaobserwowane w pierwszych godzinach po eksplozji. Gdy Ziemia się obróciła, a teleskop Palomar wysunął się poza zasięg, astronomowie na całym świecie podjęli współpracę, aby monitorować iPTF 14gqr, stale obserwując jej ewolucję za pomocą licznych teleskopów, które dzisiaj tworzą sieć obserwatoriów GROWTH.

Zwicky Transient Facility, następca iPTF w Obserwatorium Palomar, bada niebo jeszcze szerzej i często w nadziei na złapania większej liczby tych rzadkich zdarzeń, które stanowią zaledwie jeden procent wszystkich obserwowanych wybuchów. Takie badania, we współpracy ze skoordynowanymi sieciami monitorującymi, takimi jak GROWTH, pozwolą astronomom lepiej zrozumieć, w jaki sposób ewoluują zwarte układy podwójne masywnych gwiazd. 

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…