Przejdź do głównej zawartości

Gwiazda przetrwała bliski kontakt z czarną dziurą

Astronomowie odkryli gwiazdę, która musnęła olbrzymią czarną dziurę i przeżyła. Dokonali tego dzięki promieniowaniu rentgenowskiemu gwiazdy.


Wśród danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton odkryto czerwonego olbrzyma wędrującego zbyt blisko supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w galaktyce odległej o 250 mln lat świetlnych od Ziemi. Czarna dziura, zlokalizowana w galaktyce GSN 069, ma masę ok. 400 000 razy większą niż Słońce, co stawia ją na niewielkim końcu skali dla supermasywnych czarnych dziur.

Gdy czerwony olbrzym został schwytany przez grawitację czarnej dziury, zewnętrzne warstwy gwiazdy, zawierające wodór, zostały zerwane i porwane w kierunku czarnej dziury, pozostawiając po sobie jądro gwiazdy – białego karła.

„Według mojej interpretacji danych rentgenowskich biały karzeł przeżył, ale nie uciekł. Teraz jest uwięziony na eliptycznej orbicie wokół czarnej dziury z okresem obiegu wynoszącym 9 godzin” – powiedział Andrew King z University of Leicester, który prowadził to badanie.

Gdy biały karzeł krążył tak szybko, czarna dziura ściągała materię podczas największych zbliżeń (nie więcej niż 15 promieni horyzontu zdarzeń). Gwiezdny detrytus wchodzi na dysk otaczający czarną dziurę i uwalnia impulsy rentgenowskie, które Chandra i XMM-Newton mogą wykryć. Ponadto King przewiduje, że ta para obiektów będzie emitować fale grawitacyjne.

Jaka byłaby przyszłość gwiazdy i jej orbity? Połączenie efektu fal grawitacyjnych i zmiana wielkości gwiazdy w miarę utraty masy powinna spowodować, że orbita stanie się bardziej kołowa i powiększy się. Tempo utraty masy stopniowo zwalnia, podobnie jak wzrost odległości białego karła od czarnej dziury.

Astronomowie znaleźli wiele gwiazd, które zostały całkowicie rozerwane przez spotkanie z czarnymi dziurami, ale jest bardzo niewiele zgłoszonych przypadków, w których gwiazda prawdopodobnie przetrwała spotkanie.

Takie zbliżenia powinny być częstsze niż bezpośrednie kolizje, biorąc pod uwagę statystyki kosmicznych wzorców ruchu, ale można je łatwo przeoczyć z kilku powodów. Po pierwsze może zająć dużo czasu masywnej, ocalałej gwieździe wykonanie pełnego obiegu wokół czarnej dziury, aby astronomowie zarejestrowali powtarzające się wybuchy. Inną kwestią jest to, że supermasywne czarne dziury, które są znacznie masywniejsze niż ta w GSN 069, mogą bezpośrednio połykać gwiazdę, zamiast spowodować, że będzie ona powoli opadać na orbitę, gdzie z czasem straci masę. W takim przypadku astronomowie niczego by nie zaobserwowali.

King przewiduje, że biały karzeł ma masę zaledwie 0,2 masy Słońca. Jeżeli byłby on jądrem czerwonego olbrzyma całkowicie pozbawionego wodoru, powinien być bogaty w hel. Hel zostałby wytworzony przez fuzję atomów wodoru podczas ewolucji czerwonego olbrzyma.

Astronom dokonał prognozy na podstawie swojego scenariusza. Ponieważ biały karzeł jest blisko czarnej dziury, efekty ogólnej teorii względności oznaczają precesję osi orbity. „Kołysanie” się osi orbity powinno się powtarzać co dwa dni i może być wykrywalne przy wystarczająco długich obserwacjach.

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.

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 naukowc

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 przeds