Przejdź do głównej zawartości

Pozostałości po gwiezdnej eksplozji nie spowolniły przez 400 lat

Zarejestrowano materię z dala od miejsca, w którym eksplodowała gwiazda, podróżującą z prędkością większą niż 32 mln km/h – około 25 000 razy szybciej niż wynosi prędkość dźwięku na Ziemi.


Pozostałość po supernowej Keplera (SN 1604) to szczątki zdetonowanej gwiazdy, która znajduje się około 20 000 lat świetlnych od Ziemi w naszej galaktyce. W 1604 roku pierwsi astronomowie, w tym Johannes Kepler, od którego imienia pochodzi nazwa pozostałości, zobaczyli eksplozję supernowej, która zniszczyła gwiazdę.

Teraz wiemy, że pozostałość po supernowej Keplera jest następstwem tak zwanej supernowej typu Ia, w której mała zwarta gwiazda – biały karzeł – przekracza granicę masy krytycznej po interakcji z gwiazdą towarzyszącą i przechodzi eksplozję termojądrową, która rozbija białego karła i wyrzuca jego pozostałości na zewnątrz.

Badanie śledziło prędkości 15 „węzłów” szczątków pozostałości po supernowej Keplera, wszystkie świecące w promieniach X. Zmierzono, że najszybszy węzeł miał prędkość 37 mln km/h, najwyższą prędkość, jaką kiedykolwiek wykryto dla pozostałości po supernowej w promieniach rentgenowskich. Średnia prędkość węzłów wynosi około 16 mln km/h.

Zaskakujące jest to, że te węzły poruszają się z tak dużymi prędkościami po ponad 400 latach od eksplozji. Może to oznaczać, że ich gęstość musi być dość duża a to oznacza, że eksplozja była bardzo niejednorodna.

Naukowcy oszacowali prędkość węzłów analizując widma rentgenowskie – jasność promieni rentgenowskich o różnych długościach fal – uzyskane w 2016 roku za pomocą Chandra High Energy Transmission Grating. Porównując długości fal właściwości w widmie rentgenowskim z wartościami laboratoryjnymi i wykorzystując efekt Dopplera, zmierzyli prędkość każdego węzła wzdłuż linii pola widzenia Chandra na pozostałość po supernowej. 

Astronomowie wykorzystali również obrazy z Chandra uzyskane w latach 2000, 2004, 2006 i 2014 do wykrycia zmian położenia węzłów w czasie. Użyli tych zmian położenia do pomiarów prędkości węzłów prostopadle do naszego pola widzenia. Połączono te dwa pomiary w celu oszacowania rzeczywistej prędkości każdego węzła w przestrzeni trójwymiarowej.

Wysokie prędkości z pozostałości są podobne do tych, które naukowcy widzieli w obserwacjach optycznych wybuchów supernowych w innych galaktykach zaledwie w kilka dni lub tygodni po eksplozji, na długo przed powstaniem pozostałości po supernowej dziesiątki lat później. To porównanie sugeruje, że niektóre węzły w tej pozostałości zostały niewiele spowolnione w ciągu 400 lat od wybuchu przez zderzenie z materią otaczającą pozostałość.

Bazując na obserwacjach widma z użyciem Chandra okazuje się, że osiem z piętnastu węzłów zdecydowanie oddala się od Ziemi, i potwierdzono, że tylko dwa poruszają się w naszym kierunku. Pozostałe pięć nie pokazuje wyraźnego kierunku ruchu wzdłuż linii pola widzenia. Ta asymetria ruchu węzłów oznacza, że pozostałości mogą nie być symetryczne wzdłuż naszej linii wzroku, ale należy zbadać więcej węzłów, aby potwierdzić ten wynik.

Cztery z węzłów poruszają się w podobnym kierunku i zawierają podobną ilość cięższych pierwiastków, takich jak krzem. Naukowcy sugerują, że materia w tych węzłach prawdopodobnie pochodzi z samej powłoki eksplodującego białego karła.

Jeden z innych najszybciej poruszających się węzłów znajduje się w „uchu” po prawej stronie pozostałości, co potwierdza intrygującą ideę, że trójwymiarowy kształt szczątków przypomina bardziej piłkę nożną niż jednolitą kulę – stwierdzili naukowcy.

Wyjaśnienie dużej szybkości materii jest niejasne. Niektórzy naukowcy zasugerowali, że pozostałość po supernowej Keplera pochodzi z niezwykle silnej supernowej typu Ia, co może wyjaśniać bardzo szybko poruszającą się materię. Możliwe jest również, że najbliższe otoczenie wokół pozostałości samo w sobie jest zbrylone, co może pozwalać niektórym szczątkom na tunelowanie przez regiony o niskiej gęstości i uniknięcie znacznego spowolnienia.

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…