Przejdź do głównej zawartości

Gorące gwiazdy zombie na twoim terenie

Prawie dziesięć lat temu, wśród sterty egzotycznych tranzytów obserwowanych każdego dnia w naszym Wszechświecie, zidentyfikowano nową klasę gwiezdnej ekspozycji i nazwano ją supernowymi typu Iax (SN Iax). Podobnie do niesławnych supernowych typu Ia (SN Ia), które są powszechnie wykorzystywane do pomiaru tempa ekspansji Wszechświata, uważa się, że SN Iax powstaje w wyniku zniszczenia białego karła, gdy ten zbliży się do granicy Chandrasekhara. Jednak te supernowe są fizycznie odrębnymi od SN Ia eksplozjami, biorąc pod uwagę ich niskie jasności obserwowane i energie kinetyczne, w połączeniu z wolnymi prędkościami, przy których zniszczony biały karzeł przedziera się przez przestrzeń międzygwiazdową, tj. prędkościami wyrzutu.


Po ich identyfikacji teoretycy mieli za zadanie wyjaśnić, w jaki sposób zniszczenie białego karła może spowodować tak „słabą” eksplozję, a nie typowe właściwości dla SN Ia. Wiele osób zgadza się obecnie, że aby stworzyć SN Iax, biały karzeł musi eksplodować raczej poprzez deflagrację niż detonację: fala uderzeniowa, która początkowo faluje przez białego karła, będzie podróżować z prędkością poddźwiękową zamiast naddźwiękową. Gdy osłabiona fala uderzeniowa próbuje zdetonować białego karła, nie będzie ona już wystarczająco silna, aby pokonać siłę grawitacji i rozerwać gwiazdę. Zamiast tego, tylko część gwiezdnej struktury białego karła zostanie uwolniona podczas eksplozji, aby stworzyć SN Iax, pozostawiając resztki jądra gwiazdy. I tak narodziła się gwiazda zombie!

Spośród blisko 100 znanych obecnie SN Iax wszystkie wybuchły w galaktykach daleko od Drogi Mlecznej. Jednak na każde 10 zidentyfikowanych SN Ia, które stanowią ~20% wszystkich eksplozji we Wszechświecie, odkryto również 2-5 SN Iax, co czyni je stosunkowo częstymi eksplozjami. Niemniej jednak żadna z pozostałości supernowych, które wybuchły w Drodze Mlecznej w przeszłości, nie została zidentyfikowana jako SN Iax pomimo zidentyfikowania wielu pozostałości typu SN Ia, a także tych pochodzących z zapadnięcia się masywnych gwiazd. I tak, od momentu powstania klasy SN Iax, astronomom nie udało się odpowiedzieć na pytanie, gdzie są wszystkie galaktyczne pozostałości po supernowych typu Iax?

Autorzy publikacji próbują odpowiedzieć na to pytanie, proponując, co może być pierwszą potwierdzoną pozostałością po supernowej SN Iax w Drodze Mlecznej. Korzystając z archiwalnych danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra, autorzy badając emisję promieniowania rentgenowskiego z pozostałości po supernowej Sgr A East, która wybuchła prawdopodobnie co najmniej 2000 lat temu w pobliżu centrum Galaktyki. Nawet po tysiącach lat fale uderzeniowe w zsyntetyzowanej materii supernowej będą nadal przyspieszać cząsteczki subatomowe wytwarzające znaczącą emisję promieniowania X, którą można zaobserwować w pozostałościach po supernowych w całej naszej galaktyce. W konsekwencji siła tej emisji promieniowania rentgenowskiego z różnych pierwiastków w pozostałości jest bezpośrednio związana z rodzajem wybuchu, który mógł spowodować powstanie Sgr A East.

Autorzy pracy skonstruowali widmo emisji promieniowania X na podstawie ponad 3 mln sekund obserwacji rentgenowskich z Chandra. Pierwiastki, takie jak wapń, żelazo, mangan i nikiel są identyfikowane jako produkty uboczne potężnej eksplozji, która miała miejsce tysiące lat temu. Autorzy wykorzystują to spektrum emisji do pomiaru względnej liczebności tych pierwiastków, tj. tego, ile danego pierwiastka powstaje w stosunku do wszystkich pozostałych. Ta precyzyjna metryka nukleosyntezy supernowej jest kluczem do ustalenia, jaki rodzaj eksplozji stworzył pozostałość Sgr A East.

Dzięki superkomputerom naukowcy mają teraz szczegółowe modelowanie wybuchów supernowych, które są w stanie nie tylko symulować wybuch wszystkich rodzajów gwiazd, ale mogą także przewidzieć, ile danego pierwiastka generuje supernowa. I tak dzięki syntezie teorii i obserwacji, autorzy bezpośrednio porównują przewidywane symulacje liczebności pierwiastków dla różnych typów eksplozji z tymi uzyskanymi z obserwacji rentgenowskich pozostałości Sgr A East.

Jak wynika z obliczeń, stosunek liczebności danego pierwiastka do żelaza wskazuje, że Sgr A East wytworzyła zdecydowanie za mało pierwiastków masy pośredniej (IME), takich jak argon i wapń, aby dopasować się do przewidywanych ilości widocznych w eksplozji masywnej gwiazdy (tj. supernowej z zapadniętym jądrem). Symulowane liczebności w deflagracji białego karła wydają się jednak prawie idealnie pasować do obserwacji. Zidentyfikowano lokalną gwiazdę zombie!

Jak w przypadku każdego badania astronomicznego, w naszych obserwacjach i modelach zawsze znajdują się źródła błędów statystycznych. Dlatego widoczny związek między modelem deflagracji białego karła a obserwacjami przedstawionymi w artykule może być przedmiotem dyskusji. Jednak analiza ta przedstawia jeden z najbardziej przekonujących argumentów, jakoby SN Iax wystąpiła w Drodze Mlecznej. Odkrycie to popchnie astronomów do zidentyfikowania większej ilości lokalnych pozostałości SN Iax, co z kolei może pomóc odkryć złożone pochodzenie tych egzotycznych gwiezdnych eksplozji.

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