9 lutego 2021

W centrum Drogi Mlecznej odkryto pozostałości rzadkiej eksplozji

Astronomowie mogli znaleźć pierwszy w naszej galaktyce przykład niezwykłego rodzaju gwiezdnej eksplozji. Odkrycie to pomaga zrozumieć, w jaki sposób niektóre gwiazdy niszczą się i obsiewają Wszechświat pierwiastkami kluczowymi dla życia na Ziemi.


Ten intrygujący obiekt, znajdujący się w pobliżu centrum Drogi Mlecznej, to pozostałość po supernowej Sagittarius A East (w skrócie Sgr A East). Bazując na danych uzyskanych z obserwatorium Chandra, astronomowie sklasyfikowali wcześniej ten obiekt jako pozostałość masywnej gwiazdy, która eksplodowała jako supernowa, jeden z wielu rodzajów eksplodujących gwiazd, jakie skatalogowali naukowcy.

Wykorzystując dłuższe obserwacje Chandra, zespół doszedł do wniosku, że obiekt jest pozostałością po innego typu supernowej. Była to eksplozja białego karła, skurczonego gwiezdnego niedopałka z gwiazdy podobnej do Słońca, z wyczerpanym paliwem. Kiedy biały karzeł pobierze zbyt dużo materii od swojego gwiezdnego towarzysza lub łączy się z innym białym karłem, zostaje zniszczony, czemu towarzyszy oszałamiający rozbłysk światła.

Astronomowie wykorzystują te supernowe typu Ia, ponieważ większość z nich emituje za każdym razem taką samą ilość światła, bez względu na to, gdzie się znajdują. Dzięki temu naukowcy mogą używać ich do dokładnego pomiaru odległości w kosmosie i badania ekspansji Wszechświata.

Dane z teleskopu Chandra wykazały, że Sgr A East nie pochodzi ze zwykłej supernowej typu Ia. Zamiast tego wydaje się, że należy do specjalnej grupy supernowych, które wytwarzają różne względne ilości pierwiastków niż tradycyjne supernowe typu Ia i słabsze eksplozje. Ten podzbiór jest określany jako typ Iax, potencjalnie ważny członek rodziny supernowych.

„Chociaż znaleźliśmy supernowe typu Iax w innych galaktykach, do tej pory nie zidentyfikowaliśmy dowodów na istnienie takiej w Drodze Mlecznej. Odkrycie to jest ważne dla zrozumienia niezliczonych sposobów eksplozji białych karłów” – powiedziała Ping Zhou z Nanjing University w Chinach, która prowadziła nowe badania na Uniwersytecie w Amsterdamie.

Eksplozje białych karłów to jedno z najważniejszych we Wszechświecie źródeł pierwiastków, takich jak żelazo, nikiel i chrom. Naukowcy wiedzą, że jedyne miejsce, w którym mogą powstać te pierwiastki, znajduje się wewnątrz jądrowego pieca gwiazdowego lub w momencie wybuchu.

Astronomowie wciąż debatują nad przyczynami eksplozji supernowych typu Iax, ale wiodąca teoria głosi, że są one związane z reakcjami termojądrowymi, które przemieszczają się przez gwiazdę znacznie wolniej niż w supernowych typu Ia. Ten stosunkowo powolny spacer podmuchu prowadzi do słabszych eksplozji, a co za tym idzie do różnych ilości pierwiastków wytwarzanych podczas eksplozji. Możliwe jest także, że po takim wybuchu pozostanie część białego karła.

Sgr A East znajduje się bardzo blisko Sagittariusa A*supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej galaktyki i prawdopodobnie krzyżuje się z dyskiem materii otaczającym czarną dziurę. Zespół był w stanie wykorzystać Chandra do obserwacji skierowanych na supermasywną czarną dziurę i region wokół niej łącznie przez 35 dni, aby zbadać Sgr A East i znaleźć nietypowy wzór pierwiastków w danych rentgenowskich. Wyniki badań Chandra zgadzają się z modelami komputerowymi przewidującymi białego karła, który przeszedł proces powolnych reakcji jądrowych, co czyni go silnym kandydatem na pozostałość po supernowej typu Iax.

Naukowcy zauważają, że supernowe typu Iax w innych galaktykach pojawiają się z szybkością około ⅓ tempa, które osiągają supernowe typu Ia. W Drodze Mlecznej znaleziono trzy potwierdzone pozostałości po supernowej typu Ia i dwóch kandydatów, którzy są młodsi niż 2000 lat, co odpowiada wiekowi, w którym pozostałości po supernowych są nadal stosunkowo jasne, nim z czasem znikną. Jeżeli Sgr A East ma mniej niż 2000 lat i powstała w wyniku supernowej typu Iax, badanie to sugeruje, że nasza galaktyka ma podobną względną liczbę supernowych typu Iax obserwowaną w innych galaktykach.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Mgławice planetarne w odległych galaktykach

Korzystając z danych z instrumentu MUSE , naukowcom z Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) udało się wykryć niezwykle słabe mgła...