Przejdź do głównej zawartości

Nowe spojrzenie na życie masywnych gwiazd

Masywne gwiazdy to takie, które są większe niż ok. 10 mas Słońca i powstają znacznie rzadziej niż ich odpowiedniki o małej masie. Jednak w największym stopniu przyczyniają się one do ewolucji gromad gwiazd i galaktyk. Masywne gwiazdy są prekursorami wielu barwnych i energetycznych zjawisk we Wszechświecie, od wzbogacania swojego otoczenia eksplozjami supernowych po zmianę dynamiki ich układów.


Najlepszym narzędziem do badania masywnych gwiazd są „szczegółowe kody ewolucji gwiazd”: programy komputerowe, które mogą obliczać zarówno strukturę wewnętrzną, jak i ewolucję tych gwiazd. Niestety, są one obliczeniowo kosztowne i czasochłonne – obliczenie ewolucji pojedynczej gwiazdy może zająć kilka godzin. Z tego powodu stosowanie tych kodów do modelowania gwiazd w złożonych układach, takich jak gromady kuliste, które mogą zawierać miliony oddziałujących gwiazd, jest niepraktyczne.

Aby rozwiązać ten problem, zespół naukowców opracował kod ewolucji gwiazd, nazwany METISSE (METhod of Interpolation for Single Star Evolution – Metoda interpolacji dla ewolucji pojedynczej gwiazdy). Interpolacja to metoda szacowania ilości w oparciu o pobliskie wartości, takie jak szacowana wielkość gwiazdy na podstawie rozmiarów gwiazd o podobnych masach. METISSE wykorzystuje interpolację do szybkiego obliczania właściwości gwiazdy w dowolnym momencie przy użyciu wybranych modeli gwiazd obliczonych za pomocą szczegółowych kodów ewolucji gwiazd.

METISSE może dokonać obliczeń ewolucji 10 000 gwiazd w 3 minuty. Co najważniejsze, może wykorzystywać różne zestawy modeli gwiazd do przewidywania ich właściwości, co jest niezwykle ważne w przypadku masywnych gwiazd. Tego typu gwiazdy są rzadkością, a ich złożone i krótkie życie utrudnia dokładne określenie ich właściwości. W konsekwencji szczegółowe kody ewolucji gwiazd często wymagają różnych założeń podczas obliczania ewolucji tych gwiazd. Różnice w założeniach stosowanych przez różne kody ewolucji gwiazd mogą znacząco wpłynąć na ich przewidywania dotyczące życia i właściwości masywnych gwiazd.

Poojan Agrawal – badaczka OzGrav i główna autorka badania – wyjaśnia: „Dokonaliśmy interpolacji gwiazd, które miały od 9 do 100 mas Słońca i porównaliśmy przewidywania dotyczące ostatecznego losu tych gwiazd. W przypadku większości masywnych gwiazd w naszym zbiorze odkryliśmy, że masy pozostałości gwiazdowych (gwiazd neutronowych lub czarnych dziur) mogą różnić się nawet o 20 mas Słońca.”

Kiedy pozostałości gwiazdowe się łączą, tworzą fale grawitacyjne – zmarszczki w czasie i przestrzeni – które naukowcy mogą wykrywać. Dlatego wyniki tego badania będą miały ogromny wpływ na przyszłe prognozy w astronomii fal grawitacyjnych.

Agrawal dodaje: „METISSE to dopiero pierwszy krok w odkryciu roli, jaką masywne gwiazdy odgrywają w układach gwiazdowych, takich jak gromady gwiazd, a wyniki już są bardzo ekscytujące.”

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