Nietypowy eksplodujący biały karzeł. Pierwsze odkrycie pozostałości po takiej eksplozji w Drodze Mlecznej
Kosmiczne Obserwatorium Rentgenowskie Chandra odkryło w centrum naszej galaktyki pozostałości po niezwykle rzadkiej eksplozji. To pierwszy taki obiekt odkryty w Drodze Mlecznej.
Sagittarius A East pierwotnie został uznany za pozostałość po eksplozji supernowej, w której masywna gwiazda zakończyła swoje życie. Takich obiektów jednak astronomowie znają całe mnóstwo.
Wszystko zmieniło się, gdy naukowcy postanowili przeanalizować dłuższe obserwacje tego obiektu, wykonane za pomocą obserwatorium Chandra. Okazało się, że obiektem, który eksplodował, w tym przypadku nie była masywna gwiazda, a biały karzeł, czyli pozostałość po gwieździe podobnej do Słońca.
Czym jest biały karzeł?
Gwiazda podobna do Słońca zamienia wodór w hel w swoim wnętrzu przez około 10 miliardów lat. Pod koniec życia przechodzi w stadium czerwonego olbrzyma, znacząco powiększając swoje rozmiary. Wkrótce potem odrzuca swoje zewnętrzne powłoki i pozostaje po niej jedynie jądro zbliżone rozmiarami Ziemi, ale o masie niemal całej masy Słońca. Większość takich białych karłów następnie rozpoczyna proces powolnego stygnięcia, który będzie trwał długie miliardy lat.
Wracając do Sgr A East
Czasami jednak białym karłem staje się gwiazda, która jest elementem układu podwójnego. W takim przypadku nowo powstały biały karzeł może zacząć odzierać swoją gwiezdną towarzyszkę z gazu i materii. Gdy w pewnym momencie osiągnie w ten sposób masę przekraczającą 1,44 masy Słońca, tzw. granicę Chandrasekhara, eksploduje jako supernowa typu Ia. Zważając na to, że do eksplozji zawsze dochodzi przy tej masie, to i jasność obiekty tego typu mają identyczną. Z tego też powodu naukowcy bardzo często wykorzystują supernowe Ia do pomiarów odległości we wszechświecie. Skoro wszystkie mają taką samą jasność bezwzględną, więc różnice jasności widocznej z Ziemi bezpośrednio mówią nam o ich względnych odległościach od Ziemi.
Ale to jeszcze nie koniec historii Sgr A East. Obserwacje składu chemicznego pozostałości po tej eksplozji wskazują, że nie jest to typowa supernowa typu Ia. Stosunek poszczególnych pierwiastków w jej składzie chemicznym wskazuje, że należy ona do rzadkiej grupy supernowych typu Iax, które eksplodują z nieco mniejszą jasnością. Jak dotąd astronomowie odkrywali takie obiekty tylko w innych galaktykach. Sgr A East jest pierwszą pozostałością po supernowej Iax odkrytą w naszej galaktyce.
Badania obiektów tego typu są niezwykle istotne dla naukowców analizujących powstawanie poszczególnych pierwiastków we wszechświecie. To właśnie w eksplozjach białych karłów po wszechświecie rozsiewane są takie pierwiastki jak żelazo, nikiel czy chrom.
Czym się różni typ Ia od typu Iax?
Jak na razie nie wiadomo. Naukowcy przypuszczają jednak, że we wnętrzu eksplodującego białego karła zachodzą reakcje termojądrowe, które przemieszczają się po jej wnętrzu nieco wolniej. Efekt tego jest taki, że z jednej strony eksplozja jest słabsza, a z drugiej strony w trakcie tego procesu powstają inne względne ilości poszczególnych pierwiastków. To właśnie badania składu chemicznego i obfitości poszczególnych pierwiastków pozwalają stwierdzić, że doszło do jednego albo drugiego typu eksplozji.
Zaraz, zaraz. SgrA? Skądś znam tę nazwę
Oczywiście. Sagittarius A* to supermasywna czarna dziura o masie czterech milionów mas słońca, znajdująca się w samym centrum naszej galaktyki.
Sagittarius A East to obiekt znajdujący się w bezpośrednim otoczeniu tejże czarnej dziury. Paradoksalnie jego lokalizacja pozwoliła dokładnie zbadać jego skład chemiczny, bowiem astronomowie wielokrotnie obserwowali czarną dziurę za pomocą obserwatorium Chandra na przestrzeni ostatnich dwóch dekad. Dzięki temu w wielu danych gdzieś w tle, w otoczeniu czarnej dziury, widoczna jest także pozostałość po eksplozji białego karła. Można zatem stwierdzić, że dodatkowe dane obserwacyjne zostały zebrane... przypadkiem.
