Archeologia supernowych pozwala lepiej poznać eksplodujące gwiazdy

Astronomowie zbadali pozostałość gwiazdy, która eksplodowała bardzo dawno temu. Tego typu archeologia supernowych pozwoliła lepiej poznać obiekt, który uległ zniszczeniu.

.Archeologia najczęściej kojarzy się z odkrywaniem starożytnych skarbów ukrytych w ziemi lub starożytnych grobowcach. Jednak naukowcy pokazali, że można również wykorzystać gwiazdy i pozostawione przez nie szczątki do prowadzenia szczególnego rodzaju tego typu badań w kosmosie.

Wykorzystując dane z należącego do NASA Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, astronomowie z Chandra X-ray Center zbadali pozostałości pozostawione przez jedną z gwiazd po jej eksplozji. Ta „archeologia supernowych” odkryła ważne wskazówki dotyczące obiektu, który uległ samozniszczeniu – prawdopodobnie ponad milion lat temu. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal.

Obecnie układ, nazwany GRO J1655-40, zawiera czarną dziurę o masie prawie siedmiokrotnie większej od Słońca i gwiazdę o masie o połowę mniejszej. Jednak jak wskazują badacze nie zawsze tak było.

Pierwotnie GRO J1655-40 składał się z dwóch gwiazd. Jednak masywniejsza z nich wypaliła całe swoje paliwo jądrowe, a następnie eksplodowała, w zjawisku określanym przez astronomów jako supernowa. Pozostałości po zniszczonym obiekcie spadły następnie na orbitującą wokół niej gwiazdę towarzyszącą.

Po wyrzuceniu zewnętrznych warstw, w tym niektórych uderzających w kosmicznego sąsiada, to co pozostało z gwiazdy zapadło się w sobie i utworzyła istniejącą dziś czarną dziurę. Odległość między czarną dziurą a jej towarzyszem zmniejszała się z czasem z powodu utraty energii z układu, głównie poprzez generowanie fal grawitacyjnych.

Gdy separacja stała się wystarczająco mała, czarna dziura, ze swoim silnym przyciąganiem grawitacyjnym, zaczęła wyciągać materię ze swojego towarzysza, przyciągając część materiału, który pierwotnie wyrzuciła eksplodująca gwiazda macierzysta.

Podczas gdy większość tej materii zapadła się do czarnej dziury, niewielka jej ilość wpadła do dysku orbitującego wokół niej. W wyniku silnych pól magnetycznych i tarcia w dysku, materia została wysłana w przestrzeń międzygwiezdną w postaci potężnych wiatrów.

Archeologia supernowych pozwoliła naukowcom lepiej poznać historie układu. Badacze wykorzystali obserwatorium Chandra do obserwacji układu GRO J1655-40 w 2005 roku, gdy był on szczególnie jasny w promieniach rentgenowskich. Wykryto sygnatury poszczególnych pierwiastków znajdujących się w wiatrach emitowanych przez czarną dziurę, uzyskując szczegółowe widma – dają one jasność rentgenowską przy różnych długościach fal – osadzone w świetle rentgenowskim.

Naukowcy analizujący przeglądających dane z Chandry był w stanie zrekonstruować kluczowe cechy fizyczne eksplodowanej gwiazdy na podstawie wskazówek odciśniętych w świetle rentgenowskim, porównując widma z komputerowymi modelami obiektów, które wybuchają jako supernowe.

.Badacze stwierdzili na podstawie ilości 18 różnych pierwiastków w wietrze, że gwiazda zniszczona w supernowej miała około 25 razy większą masę niż Słońce i była znacznie bogatsza w pierwiastki cięższe niż hel w porównaniu do Słońca. Archeologia supernowych daje możliwość dalszych badań eksplozji w innych układach podwójnych gwiazd.

Oprac. EG