Astronomowie z ESO odkryli gwiazdę wybuchającą dwa razy
Po raz pierwszy astronomom udało się otrzymać wizualny dowód na to, że jedna z supernowych doświadczyła podwójnych wybuchów pod koniec swojego życia. Zdjęcie i wyniki badań zaprezentowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).
Odkrycie astronomów z ESO
.Pozostałość po tej supernowej nosi oznaczenie SNR 0509-67.5. Zbadano ją Bardzo Dużym Teleskopem (VLT) w Obserwatorium Paranal należącym do ESO.
.Supernowa to gwałtowna (wybuchowa) śmierć masywnej gwiazdy lub podobnie spektakularny koniec życia białego karła w układzie podwójnym gwiazd. Ten drugi rodzaj supernowych astronomowie nazywają „supernowymi typu Ia” i ma on kluczowe znaczenie dla badań Wszechświata. To dzięki nim udało się zbadać, w jaki dokładnie sposób Wszechświat ekspanduje. Za odkrycie przyspieszania ekspansji Wszechświata przyznano w 2011 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Supernowe typu Ia posłużyły tu jako wyznaczniki odległości do galaktyk.
Poza tym supernowym zawdzięczamy większość żelaza na Ziemi, w tym tego, które pełni ważną rolę w naszej krwi.
Modele supernowych typu Ia wskazują, że w układzie dwóch gwiazd znajduje się biały karzeł, czyli jądro pozostałe po gwieździe takiej, jak na przykład Słońce, po wyczerpaniu przez nią paliwa do reakcji termojądrowych. Jeżeli taki biały karzeł krąży odpowiednio blisko swojej gwiazdowej towarzyszki, kradnie od niej materię. Gdy nazbiera jej odpowiednio dużo, przekraczając pewną masę krytyczną, następuje wybuch supernowej (pojedynczy). Taki obraz przedstawia podstawowa teoria.
Podwójny wybuch supernowej
.Jednak w najnowszych badaniach sugeruje się, iż niektóre z supernowych Ia lepiej tłumaczy model z podwójną eksplozją. Przewiduje on, iż biały karzeł tworzy wokół siebie warstwę ze skradzionego z drugiej gwiazdy helu, która może stać się niestabilna i wytworzyć eksplozję jeszcze zanim biały karzeł osiągnie masę krytyczną. Ta pierwsza eksplozja tworzy falę uderzeniową, która przemieszcza się wokół białego karła i do wewnątrz. Powoduje to detonację w jądrze gwiazdy, ostatecznie wzbudzając wybuch supernowej.
W sposób teoretyczny przewidziano, że taki proces powinien pozostawić ślad w formie charakterystycznego wzoru widocznego w tzw. pozostałości po supernowej, czyli mgławicy powstałej po wybuchu supernowej. Jeśli nastąpiła podwójna eksplozja, to w mgławicy powinna być widoczna podwójna otoczka wapnia.
Właśnie ten element w wersji podwójnej udało się wykryć w pozostałości po supernowej SNR 0509-67.5. Obserwacje przeprowadzono instrumentem Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na teleskopie VLT. Jest to potwierdzenie, że przewidywana teoretyczne sytuacja faktycznie wystąpiła w kosmosie.
Wyniki badań opublikowano w „Nature Astronomy”. Badania przeprowadził międzynarodowy zespół, pierwszym autorem publikacji jest Priyam Das z University of New South Wales w Australian Defence Force Academy w Australii oraz Heidelberger Institut für Theoretische Studien w Niemczech.
Europejskie Obserwatorium Południowe ma wielkie obserwatoria w Chile. Zrzesza kilkanaście krajów europejskich, w tym Polskę.
Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy
.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.
„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.
„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.
„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.
„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy” – cały artykuł [LINK]
PAP/eg
