Gwiazdy eksplodują w czasie rzeczywistym. Mamy niezwykła zdjęcia
Astronomowie uchwycili z niespotykaną dotąd szczegółowością obrazy dwóch eksplozji gwiazd, znanych jako nowe.
Naukowcom udało się połączyć światło z wielu teleskopów w Centrum Astronomii o Wysokiej Rozdzielczości Kątowej (CHARA Array) w Kalifornii, dzięki czemu uzyskali rozdzielczość niezbędną do bezpośredniego uchwycenia szybko zachodzących eksplozji gwiazdy tak zwanej nowej. Wykorzystano do tego najnowocześniejszą technikę zwaną interferometrią.
Zdjęcia pozwalają nam z bliska zobaczyć, jak podczas eksplozji nowej materia jest wyrzucana z gwiazdy – powiedziała Gail Schaefer z Georgia State, dyrektor CHARA Array. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy.
Badanie nie tylko odkrywa przed nami nieoczekiwaną złożoność gwiazd nowych, ale także pomaga wyjaśnić ich silne fale uderzeniowe, o których wiadomo, że wytwarzają promieniowanie wysokoenergetyczne, takie jak promieniowanie gamma. Odkrycia podważają długo utrzymywany pogląd, że erupcje nowych to pojedyncze, impulsywne zdarzenia. Jak się okazuje to nie pojedyncze BUM, to raczej przetaczająca się fala wybuchów termonuklearnych.
Przepis na gwiazdę nową
Nowa klasyczna to gwałtowne zjawisko astronomiczne zachodzące w ciasnych układach podwójnych, składających się z białego karła oraz gwiazdy towarzyszącej (zazwyczaj ciągu głównego lub czerwonego olbrzyma). Proces ten rozpoczyna się, gdy silna grawitacja białego karła ściąga bogatą w wodór materię z powierzchni swojego sąsiada.
Gdy na powierzchni karła nagromadzi się wystarczająca ilość gazu, ekstremalne ciśnienie i temperatura wyzwalają niekontrolowaną reakcję termojądrową, prowadzącą do potężnej eksplozji. Skutkuje to nagłym, spektakularnym wzrostem jasności obiektu (nawet o kilkanaście wielkości gwiazdowych), który może utrzymywać się przez tygodnie lub miesiące.
W przeciwieństwie do supernowej wybuch nowej klasycznej nie niszczy samej gwiazdy, lecz jedynie odrzuca jej zewnętrzną otoczkę, co oznacza, że proces gromadzenia materii może rozpocząć się na nowo.
Eksplozja gwiazdy w czasie rzeczywistym
Zespół sfotografował dwie bardzo różne nowe, które wybuchły w 2021 r. Jedna z nich, Nova V1674 Herculis, należała do najszybszych w historii, rozjaśniając się i gasnąc w ciągu zaledwie kilku dni. Zdjęcia ujawniły dwa wyraźne, prostopadłe wypływy gazu, dowód na to, że eksplozja była napędzana przez liczne, oddziałujące na siebie wyrzuty.
Druga, Nova V1405 Cassiopeiae, ewoluowała znacznie wolniej. Co zaskakujące, utrzymywała swoje zewnętrzne warstwy przez ponad 50 dni, zanim ostatecznie je odrzuciła, dostarczając pierwszego wyraźnego dowodu na opóźnione wyrzucanie. Kiedy materia została ostatecznie odrzucona, wyzwoliły się nowe wstrząsy generujące promieniowanie gamma zarejestrowane przez sondę Fermi NASA.
Obserwacje te pozwoliły nam obserwować eksplozję gwiazdy w czasie rzeczywistym, co jest bardzo skomplikowane i od dawna uważane za niezwykle trudne. Zamiast obserwować jedynie błysk światła, odkrywamy teraz prawdziwą złożoność tego, jak te eksplozje się rozwijają. To jak przejście od ziarnistego czarno-białego zdjęcia do filmu wysokiej rozdzielczości – powiedział Elias Aydi, główny autor badania i profesor fizyki i astronomii na Uniwersytecie Teksańskim.
Tak uchwycono czarną dziurę
Możliwość uchwycenia tak drobnych szczegółów wynika z zastosowania interferometrii, tej samej techniki, która umożliwiła zobrazowanie czarnej dziury w centrum naszej galaktyki. Te ostre obrazy zostały dodatkowo uzupełnione widmami z głównych obserwatoriów, takich jak Gemini, które śledziły ewoluujące ślady wyrzucanego gazu.
To niezwykły krok naprzód. Fakt, że możemy teraz obserwować eksplozje gwiazd i natychmiast dostrzegać strukturę materii wyrzucanej w kosmos, jest niezwykły. Otwiera to nowe okno na niektóre z najbardziej dramatycznych wydarzeń we Wszechświecie – powiedział John Monnier, profesor astronomii na Uniwersytecie Michigan, współautor badania i ekspert w dziedzinie obrazowania interferometrycznego.
Dzięki kolejnym takim obserwacjom możemy wreszcie zacząć odpowiadać na fundamentalne pytania dotyczące tego, jak gwiazdy żyją, umierają i wpływają na swoje otoczenie.
Przeczytaj także:
