Marzec 2023

Naukowcy uchwycili ostatnie chwile gwiazdy zniszczonej przez czarną dziurę

Astronomowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego badali błyski światła, które pojawiają się, gdy gwiazda zostaje pochłonięta przez czarną dziurę. Praca naukowców została opublikowana w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Przykład takiego zjawiska, Tidal Destruction Event (TDE) AT2019qiz, został zarejestrowany w 2019 roku. Następnie, 215 milionów lat świetlnych od Ziemi, masywna czarna dziura zmiażdżyła gwiazdę, która zbliżyła się zbyt blisko.

 

Badając światło, naukowcy planowali dokładnie zrozumieć, w jaki sposób doszło do zniszczenia ciała niebieskiego. W tym celu wykorzystali 3-metrowy teleskop Shane'a w Obserwatorium Licka w Kalifornii, wyposażony w spektrograf Kasta, który może określić polaryzację światła w całym spektrum optycznym.

 

Ich obserwacje wykazały, że gwiazda ulegała zniszczeniu z dużą prędkością – do 10 tys. km/s. Następnie z pozostałości gwiazdy wyrzuconych z czarnej dziury powstał kulisty obłok gazu.

 

Zdaniem naukowców właśnie dzięki takim obłokom badacze nie mogą wykryć promieniowania wysokoenergetycznego, takiego jak promieniowanie rentgenowskie, które pojawia się podczas niszczenia gwiazd.

Dodaj komentarz

Teleskop Jamesa Webba uchwycił najdalszą gwiazdę Earendila

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba uchwycił najdalszą znaną gwiazdę we wszechświecie, którą wcześniej odkryto za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Została nazwana Eärendil po postaci z Silmarillionu Johna Ronalda Reuela Tolkiena. 

 

Earendil została odkryta przez soczewkowanie grawitacyjne na zdjęciu Głębokiego Pola Hubble'a (HDF), które obejmuje niewielki obszar w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy. Jej światło dotarło do Ziemi w ciągu 12,9 miliarda lat, więc ta gwiazda jest niesamowicie słaba.

 

Gwiazda znajduje się w galaktyce WHL0137-zD1, której nadano nazwę „Sunrise Arc” ze względu na jej łukowaty wygląd spowodowany soczewkowaniem grawitacyjnym. W tym przypadku soczewkowanie grawitacyjne następuje z powodu zagięcia światła pod wpływem grawitacji gromady galaktyk położonych bliżej Ziemi. Efekt ten powiększa również galaktykę ponad tysiąc razy.

 

Teleskop Webba został zaprojektowany, aby móc badać pierwsze galaktyki, które pojawiły się w młodym Wszechświecie w ciągu pierwszych setek milionów lat po ciemnych wiekach – okresie od 380 000 lat do 550 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Jednak astronomowie początkowo sądzili, że nie będzie możliwe zobaczenie pojedynczych gwiazd, które powstały w tym czasie. Było to możliwe dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu.

Dodaj komentarz

Zaobserwowano jak powstał jeden z najpotężniejszych magnesów we Wszechświecie

Astronomowie odkryli niewiarygodnie jasne zderzenie gwiazd neutronowych. Nagła jasność błysku wymagała wyjaśnienia. Porównując fakty, eksperci doszli do wniosku, że w tym kataklizmie narodził się magnetar. Te rzadkie obiekty są najpotężniejszymi magnesami we wszechświecie.

 

Naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali, jak taki magnetyczny twór powstaje w zderzeniu gwiazd neutronowych. Odkrycie opisano w artykule naukowym przyjętym do publikacji w Astrophysical Journal. 

 

Zderzenia gwiazd neutronowych to jedne z najbardziej imponujących kataklizmów we wszechświecie. W ciągu kilku sekund uwalniają więcej energii, niż nasze Słońce wytworzy przez całe swoje długie życie. Taka eksplozja jest tysiąc razy silniejsza niż wybuch nowej gwiazdy, dlatego nazywany jest kilonową. We Wszechświecie jest sporo rozbłysków o różnej naturze, a astronomom rzadko udaje się udowodnić, że obserwowali dokładnie zderzenie gwiazd neutronowych.

 

 

Zjawisko zostało zarejestrowane 22 maja 2020 roku przez teleskop kosmiczny Swift. Astronomowie szybko skierowali kilka innych instrumentów na pożądany punkt na niebie. Wśród nich był słynny Hubble. To on pomógł naukowcom dokonać nieoczekiwanego odkrycia. W zakresie rentgenowskim, optycznym i radiowym błysk wyglądał tak, jak powinien dla przyzwoitej kilonowej. Ale w bliskiej podczerwieni, według Hubble'a, okazał się rekordowo jasny. Eksplozja była aż dziesięć razy jaśniejsza, niż oczekiwali eksperci. 

 

Uważa się, że w momencie zderzenia gwiazd neutronowych syntetyzowane są ciężkie pierwiastki chemiczne, w tym radioaktywne. Gwałtowny rozpad utworzonych radionuklidów jest głównym źródłem energii rozbłysku. Ale ten proces najwyraźniej nie jest wystarczający do wyjaśnienia anomalnej jasności w podczerwieni GRB 200522A. Co się stało na miejscu katastrofy? Autorzy są skłonni sądzić, że obserwowali narodziny gwiazdy neutronowej, a nawet magnetara.

 

 

Dodaj komentarz

Pozaziemska skała znaleziona w Egipcie może być pierwszym dowodem na istnienie rzadkiej supernowej

Nowe badania chemiczne pokazują, że skała o nazwie Hypatia z egipskiej pustyni może być pierwszym fizycznym dowodem eksplozji supernowej typu Ia znalezionej na Ziemi. Te rzadkie supernowe należą do najbardziej energetycznych zdarzeń we wszechświecie.

 

Taki jest wniosek z nowego badania opublikowanego w czasopiśmie Icarus przez Jana Kramersa, Georgy'ego Belyanina, Hartmuta Winklera z Uniwersytetu w Johannesburgu (UJ) i innych. Od 2013 roku Belyanin i Kramers odkryli szereg bardzo niezwykłych sygnatur chemicznych w małym fragmencie Kamienia Hypatian.

 

W nowym badaniu wykluczyli „kosmicznych podejrzanych” o pochodzenie kamienia w żmudnym procesie. Ułożyli oś czasu sięgającą wczesnych etapów formowania się Ziemi, Słońca i innych planet w naszym Układzie Słonecznym. Ich hipoteza dotycząca pochodzenia Hypatii zaczyna się od gwiazdy - czerwonego olbrzym. który zmienił się w białego karła. Zapadnięcie się gwiazdy musiało mieć miejsce wewnątrz gigantycznego obłoku pyłu, zwanego mgławicą.

 

 

Ogromny „bąbel” supernowej składający się z tej mieszaniny atomów pyłu i gazu nigdy nie wchodził w interakcje z innymi obłokami pyłu. Minęły miliony lat, aż w końcu pył uformował się w ciało macierzyste Hypatii i zmienił się w litą skałę we wczesnych stadiach formowania się naszego Układu Słonecznego.

 

Proces ten prawdopodobnie miał miejsce w zimnym, spokojnym zewnętrznym Układzie Słonecznym – w obłoku Oorta lub w pasie Kuipera. W pewnym momencie macierzysta skała Hypatii zaczęła przesuwać się w kierunku Ziemi. Ciepło ponownego wejścia w atmosferę ziemską w południowo-zachodnim Egipcie, co spowodowało powstanie mikrodiamentów i zniszczenie skały macierzystej. Kamień z Hypatii, znaleziony na pustyni, musi być jednym z wielu fragmentów oryginalnego ciała niebieskiego, któe zderzyło się z Ziemią.

 

Jeśli ta hipoteza jest poprawna, to kamień z Hypatii byłby pierwszym materialnym dowodem na eksplozję supernowej typu Ia na Ziemi. Aby ułożyć chronologię tego, jak Hypatia mogła się uformować, naukowcy zastosowali kilka metod analizy dziwnej skały.

 

W 2013 roku badanie izotopów argonu wykazało, że skała nie powstała na Ziemi. Musiał być pochodzenia pozaziemskiego. Przeprowadzone w 2015 roku badanie gazów obojętnych we fragmencie wykazało, że nie może on należeć do żadnego ze znanych typów meteorytów czy komet.

 

W 2018 roku zespół UJ opublikował wyniki różnych analiz, które obejmowały odkrycie minerału, jakim jest fosforek niklu, niespotykanego wcześniej w żadnym obiekcie w naszym Układzie Słonecznym.  Potem naukowcy chcieli zobaczyć, czy w kamieniu jest jakaś spójna struktura chemiczna. Odkryto zaskakująco niskie poziomy krzemu w kamiennych fragmentach z Hypatii. Zawartość krzemu wraz z chromem i manganem była mniejsza niż 1%, czego można by się spodziewać po czymś, co powstało w naszym wewnętrznym Układzie Słonecznym.

 

Ponadto zauważalna i anomalna była wysoka zawartość żelaza, siarki, fosforu, miedzi i wanadu. Dowodzi to, że Hypatia nie powstała na Ziemi, nie była częścią żadnego znanego typu komety czy meteorytu i nie powstała ze zwykłego pyłu w wewnętrznym Układzie Słonecznym ani ze zwykłego pyłu międzygwiezdnego.

 

Kolejnym najprostszym wyjaśnieniem koncentracji pierwiastków w Hypatii może być czerwony olbrzym. Czerwone olbrzymy często występują we wszechświecie. Ale dane z wiązki protonów wykluczają również odpływ masy z gigantycznej gwiazdy. Hypatia ma za dużo żelaza, za mało krzemu i za mało ciężkich pierwiastków cięższych od żelaza.

 

Kolejnym „podejrzanym” była supernowa typu II. Supernowe typu II wytwarzają dużo żelaza. Są również stosunkowo powszechnym rodzajem supernowych. Jednak było bardzo mało prawdopodobne, aby supernowa typu II była źródłem dziwnych minerałów, takich jak fosforek niklu w kamyku. Ponadto Hypatia miała za dużo żelaza w porównaniu z krzemem i wapniem.

 

Rzadszy typ supernowej również wytwarza dużo żelaza. Supernowe typu Ia zdarzają się tylko raz lub dwa razy w galaktyce na stulecie. Ale produkują większość żelaza (Fe) we wszechświecie. Większość stali na Ziemi była kiedyś pierwiastkiem żelaza stworzonym przez supernowe Ia. Ponadto nauka twierdzi, że niektóre supernowe typu Ia pozostawiają po sobie bardzo charakterystyczne ślady. Wynika to ze sposobu ułożenia po niektórych supernowych Ia.

 

 

Po pierwsze, czerwony olbrzym pod koniec swojego życia zapada się w bardzo gęstego białego karła. Białe karły są zazwyczaj niewiarygodnie stabilne przez bardzo długi czas i jest mało prawdopodobne, aby eksplodowały. Istnieją jednak wyjątki. Biały karzeł może zacząć „wyciągać” materię z innej gwiazdy w układzie podwójnym. Ostatecznie biały karzeł staje się tak ciężki, gorący i niestabilny, że eksploduje jako supernowa Ia.

 

Fuzja jądrowa podczas wybuchu supernowej Ia powinna stworzyć bardzo niezwykłe wzorce koncentracji pierwiastków, zgodnie z przewidywaniami przyjętych naukowych modeli teoretycznych. Ponadto biały karzeł, który eksploduje jako supernowa Ia, nie tylko rozpada się na kawałki, ale dosłownie rozpada się na atomy. Materia supernowej Ia wchodzi w przestrzeń kosmiczną w postaci atomów gazu.

 

Jeśli ta hipoteza jest poprawna, to kamień Hypatii byłby pierwszym fizycznym dowodem na Ziemi eksplozji supernowej typu Ia, jednego z najbardziej energetycznych wydarzeń we wszechświecie.

 

Dodaj komentarz