Przejdź do głównej zawartości

Oznaki „niechlujnej” gwiazdy, która uczyniła z towarzysza supernową

Wiele gwiazd eksploduje jako świecące supernowe, gdy spalą całe swoje paliwo w syntezie jądrowej. Jednak niektóre gwiazdy mogą przejść do postaci supernowej po prostu dlatego, że mają bliską i nieznośną gwiazdę towarzyszącą, która pewnego dnia zaburzy partnera tak bardzo, że ten eksploduje.


Do tego drugiego zdarzenia może dojść w układach podwójnych gwiazd, gdzie obie próbują dominować. Podczas, gdy eksplodująca gwiazda daje wiele dowodów potwierdzających jej tożsamość, astronomowie muszą dobrze się napracować, aby dowiedzieć się czegoś na temat towarzysza, który wywołał tę eksplozję.

Międzynarodowy zespół astronomów ogłosił, że zidentyfikował rodzaj gwiazdy towarzyszącej, która spowodowała eksplozję swojego towarzysza w układzie podwójnym, jako węglowo-tlenowego białego karła. Dzięki wielokrotnym obserwacjom SN 2015cp, supernowej oddalonej o 545 mln lat świetlnych do Ziemi, zespół wykrył szczątki bogate w wodór, które gwiazda towarzysząca straciła przed eksplozją.

Obecność szczątków oznacza, że towarzysz był albo czerwonym olbrzymem albo podobną gwiazdą, która, zanim uczyniła swoją towarzyszkę supernową, straciła ogromne ilości materii.

Materia z supernowej uderzyła w te gwiezdne szczątki z prędkością 30 tys. km/s (1/10 prędkości światła), powodując, że świeciły one w promieniach ultrafioletowych, które zostały wykryte przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a i inne obserwatoria prawie dwa lata po pierwotnej eksplozji. Szukając dowodów na działanie cząstek przez miesiące lub lata po wybuchu supernowej w układzie podwójnym gwiazd, zespół wierzy, że astronomowie mogli określić, czy towarzysz był niechlujnym czerwonym olbrzymem czy względnie schludną gwiazdą.

Zespół dokonał tego odkrycia w ramach szerszego badania konkretnego rodzaju supernowej, znanej jako supernowa typu Ia. Supernowe tego typu powstają, gdy węglowo-tlenowy biały karzeł eksploduje nagle pod wpływem działania swojego towarzysza w układzie podwójnym. Węglowo-tlenowe białe karły są małe, gęste i całkiem stabilne. Tworzą się z zapadniętych jąder większych gwiazd i, jeżeli pozostają niezakłócone, mogą istnieć miliardy lat.

Supernowe typu Ia zostały wykorzystane w badaniach kosmologicznych, ponieważ ich stała jasność czyni  je idealnymi „kosmicznymi latarniami morskimi”. Zostały użyte do oszacowania stopnia ekspansji Wszechświata i służyły jako pośredni dowód na istnienie ciemnej energii. 

Jednak naukowcy nie są pewni, jakie gwiazdy towarzyszące mogą wywołać zdarzenie typu Ia. Wiele dowodów wskazuje na to, że dla większości supernowych typu Ia towarzyszem był prawdopodobnie inny węglowo-tlenowy biały karzeł, który nie pozostawił żadnych resztek bogatych w wodór. Jednak modele teoretyczne pokazały, że gwiazdy takie jak czerwone olbrzymy także mogą wywołać supernową typu Ia pozostawiającą szczątki bogate w wodór, które mogą zostać uderzone eksplozją. Spośród tysięcy zbadanych dotąd supernowych typu Ia tylko niewielka ich część została zaobserwowana w wyniku uderzenia materii bogatej w wodór pochodzącej od gwiezdnego towarzysza. Podczas wcześniejszych obserwacji co najmniej dwóch supernowych typu Ia wykryto świecące szczątki kilka miesięcy po eksplozji. Ale naukowcy nie byli pewni, czy zdarzenia te były odosobnione, czy są  znakami, że supernowe typu Ia mogą mieć wiele różnych rodzajów gwiazd towarzyszących.

Zespół wykorzystał obserwacje z Hubble’a do zbadania emisji ultrafioletowej z 70 supernowych typu Ia w przybliżeniu od roku do trzech lat po pierwszym wybuchu.

W przypadku SN 2015cp, pierwszej dostrzeżonej supernowej w 2015 r., naukowcy odkryli to, czego szukali. W 2017 roku, 686 dni po eksplozji supernowej, Hubble wyłowił ultrafioletową poświatę gruzu. Szczątki te były oddalone od źródła supernowej o co najmniej 100 mld km. Dla porównania orbita Plutona w aphelium wynosi 7,4 mld km.

Porównując SN 2015cp do innych supernowych typu Ia w swoich badaniach, naukowcy szacują, że nie więcej niż 6% tego typu supernowych ma tak brudnego towarzysza. Wielokrotne, szczegółowe obserwacje innych zdarzeń Ia pomogłyby ustalić te szacunki.

HST był niezbędny do wykrycia ultrafioletowej sygnatury szczątków gwiazdy towarzyszącej dla SN 2015cp. Jesienią 2017 r. naukowcy zaaranżowali dodatkowe obserwacje tej supernowej przez m.in. Obserwatorium Kecka na Hawajach, Karl G. Jansky Very Large Array w Nowym Meksyku i Bardzo Duży Teleskop ESO oraz Neil Gehrels Swift Observatory. Dane te okazały się kluczowe w potwierdzeniu obecności wodoru.

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…