Gwiazdy to bardzo ważne obiekty. Dają światło, ciepło, a także ożywiają. Nasza planeta, ludzie i wszystko wokół nas jest stworzone z gwiezdnego pyłu (dokładnie 97 procent). Gwiazdy są stałym źródłem nowej wiedzy naukowej, ponieważ czasami są w stanie zademonstrować tak niezwykłe zachowanie, że nie można by sobie tego wyobrazić, gdybyśmy go nie widzieli. Dziś znajdziecie „dziesięć” najbardziej niezwykłych takich zjawisk.
Przyszłe supernowe mogą się wyrzucić
Zanikanie supernowej zwykle następuje w ciągu zaledwie kilku tygodni lub miesięcy, ale naukowcy byli w stanie szczegółowo zbadać inny mechanizm kosmicznych eksplozji, znany jako szybko ewoluujący, świetlny przejściowy (FELT). Eksplozje te są znane od dawna, ale następują tak szybko, że przez długi czas nie można było ich szczegółowo zbadać. Przy maksymalnej jasności rozbłyski te są porównywalne z supernowymi typu Ia, ale przebiegają znacznie szybciej. Osiągają maksymalną jasność w mniej niż dziesięć dni, a po niecałym miesiącu całkowicie znikają z pola widzenia.
Teleskop kosmiczny Keplera pomógł zbadać to zjawisko. FELT, który wydarzył się 1,3 miliarda lat świetlnych od nas i otrzymał oznaczenie KSN 2015K, był niezwykle krótki, nawet jak na standardy tych ulotnych rozbłysków. Uzyskanie jasności zajęło zaledwie 2,2 dnia, a zaledwie 6,8 dnia przekroczyła połowę wartości maksymalnej. Naukowcy odkryli, że ta intensywność i przemijalność blasku nie jest spowodowana rozpadem pierwiastków radioaktywnych, magnetara lub czarnej dziury, która może znajdować się w pobliżu. Okazało się, że mówimy o eksplozji supernowej w „kokonie”.
Na późniejszych etapach życia gwiazdy mogą zrzucić swoje zewnętrzne warstwy. Zwykle niezbyt masywni luminarze, którym nie zagraża perspektywa wybuchu, rozstają się w ten sposób ze swoją substancją. Ale w przypadku przyszłych supernowych najwyraźniej może dojść do epizodu takiego „wylinki”. Te ostatnie stadia gwiezdnego życia nie są jeszcze dobrze poznane. Naukowcy wyjaśniają, że kiedy fala uderzeniowa wybuchu supernowej zderza się z materiałem wyrzuconej powłoki, następuje FELT.
Film promocyjny:
Magnetary są zdolne do wytwarzania niezwykle długich błysków gamma
Na początku lat 90-tych astronomowie odkryli bardzo jasną i długotrwałą emisję promieniowania radiowego, która w swojej sile mogła konkurować z najpotężniejszym znanym źródłem promieniowania gamma we Wszechświecie w tamtym czasie. Nazywano go „duchem”. Bardzo wolno zanikający sygnał był obserwowany przez naukowców od prawie 25 lat!
Normalna emisja promieniowania gamma trwa nie dłużej niż minutę. A ich źródłem są z reguły gwiazdy neutronowe lub czarne dziury, zderzające się ze sobą lub zasysające „ziejące” sąsiednie gwiazdy. Jednak tak przedłużona emisja emisji radiowej pokazała naukowcom, że nasza wiedza o tych zjawiskach jest praktycznie minimalna.
W rezultacie astronomowie wciąż odkryli, że „duch” znajduje się wewnątrz małej galaktyki w odległości 284 milionów lat świetlnych. Gwiazdy nadal tworzą się w tym systemie. Naukowcy uważają ten obszar za szczególne środowisko. Wcześniej wiązało się to z szybkimi rozbłyskami radiowymi i tworzeniem się magnetarów. Naukowcy sugerują, że jeden z magnetarów, będący pozostałością po gwiazdy, która w czasie swojego życia miała masę 40 razy większą od naszego Słońca, był źródłem tego bardzo długiego rozbłysku gamma.
Gwiazda neutronowa o prędkości obrotowej 716 obrotów na sekundę
Około 28 000 lat świetlnych od nas, w konstelacji Strzelca, znajduje się gromada kulista Terzan, w której jedną z głównych lokalnych atrakcji jest gwiazda neutronowa PSR J1748-2446ad, która obraca się z prędkością 716 obrotów na sekundę. Innymi słowy, kawałek o masie dwóch naszych Słońc, ale o średnicy około 32 kilometrów, obraca się dwa razy szybciej niż Twój domowy blender.
Gdyby ten obiekt był trochę większy i obracał się jeszcze trochę szybciej, to ze względu na prędkość obrotową jego fragmenty byłyby rozproszone w otaczającej przestrzeni układu.
Biały karzeł „wskrzeszający” się kosztem gwiazdy towarzyszącej
Kosmiczne promienie X mogą być miękkie lub twarde. Do miękkiego potrzebny jest tylko gaz podgrzany do kilkuset tysięcy stopni. Ten twardy wymaga prawdziwych kosmicznych „pieców” nagrzanych do kilkudziesięciu milionów stopni.
Okazuje się, że istnieje również „super miękkie” promieniowanie rentgenowskie. Mogą go stworzyć białe karły lub przynajmniej jeden, który zostanie teraz omówiony. Ten obiekt to ASASSN-16oh. Po zbadaniu jego widma naukowcy odkryli obecność niskoenergetycznych fotonów w zakresie miękkiego promieniowania rentgenowskiego. Naukowcy najpierw postawili hipotezę, że przyczyną tego były zmienne reakcje termojądrowe, które mogą zostać wywołane na powierzchni białego karła, napędzane wodorem i helem wyciągniętym z gwiazdy towarzyszącej. Takie reakcje powinny zacząć się nagle, na krótko pokryć całą powierzchnię krasnala, a następnie ponownie ustąpić. Jednak dalsze obserwacje ASASSN-16oh doprowadziły naukowców do innego założenia.
Zgodnie z proponowanym modelem partnerem białego karła w ASASSN-16oh jest luźny czerwony olbrzym, z którego intensywnie wyciąga materię. Substancja ta zbliża się do powierzchni karła, wirując wokół niej i nagrzewając się. To jego promieniowanie rentgenowskie zostało zarejestrowane przez naukowców. Transfer masy w systemie jest niestabilny i niezwykle szybki. Ostatecznie biały karzeł „zje” i zapali supernową, niszcząc przy tym jej gwiazdę towarzyszącą.
Pulsar wypalający swoją towarzyszkę
Zwykle masa gwiazd neutronowych (uważa się, że pulsary są gwiazdami neutronowymi) jest rzędu 1,3-1,5 mas Słońca. Wcześniej najbardziej masywną gwiazdą neutronową była PSR J0348 + 0432. Naukowcy odkryli, że jego masa jest 2,01 razy większa od masy Słońca.
Gwiazda neutronowa PSR J2215 + 5135, odkryta w 2011 roku, jest pulsarem milisekundowym o masie około 2,3 masy Słońca, co czyni ją jedną z najbardziej masywnych gwiazd neutronowych spośród ponad 2000 znanych do tej pory.
PSR J2215 + 5135 jest częścią układu podwójnego, w którym dwie gwiazdy związane grawitacyjnie krążą wokół wspólnego środka masy. Astronomowie odkryli również, że obiekty krążą wokół środka masy w tym układzie z prędkością 412 kilometrów na sekundę, wykonując pełny obrót w zaledwie 4,14 godziny. Towarzysz pulsara ma masę zaledwie 0,33 Słońca, ale jest kilkaset razy większy od swojego sąsiada - karła. To prawda, że w żaden sposób nie zapobiega to dosłownie wypaleniu się tego ostatniego promieniowaniem po tej stronie towarzysza, która jest zwrócona w stronę gwiazdy neutronowej, pozostawiając jej dalszą stronę w cieniu.
Gwiazda, która urodziła towarzysza
Odkrycia dokonano, gdy naukowcy obserwowali gwiazdę MM 1a. Gwiazdę otacza protoplalentny dysk i naukowcy mieli nadzieję, że zobaczą w nim podstawy pierwszych planet. Ale jakie było ich zdziwienie, gdy zamiast planet zobaczyli w nim narodziny nowej gwiazdy - MM 1b. Zostało to zaobserwowane przez naukowców po raz pierwszy.
Opisany przypadek zdaniem badaczy jest wyjątkowy. Gwiazdy zwykle rosną w „kokonach” gazu i pyłu. Pod wpływem siły grawitacji owy "kokon" ulega stopniowemu zniszczeniu i zamienia się w gęsty dysk gazu i pyłu, z którego powstają planety. Jednak dysk MM 1a okazał się na tyle masywny, że zamiast planet narodziła się w nim inna gwiazda - MM 1b. Eksperci byli również zaskoczeni olbrzymią różnicą w masie obu źródeł światła: dla MM 1a jest to 40 mas Słońca, a MM 1b jest prawie dwukrotnie lżejszy od naszego.
Naukowcy zauważają, że gwiazdy tak masywne jak MM 1a żyją tylko przez około milion lat, a następnie eksplodują jak supernowe. Dlatego nawet jeśli MM 1b zdoła zdobyć własny system planetarny, system ten nie będzie trwał długo.
Gwiazdy z jasnymi ogonami przypominającymi komety
Za pomocą teleskopu ALMA naukowcy odkryli podobne do komet gwiazdy w młodej, ale bardzo masywnej gromadzie gwiazd Westerlund 1, położonej około 12 000 lat świetlnych od nas w kierunku południowej konstelacji Ary.
Gromada zawiera około 200 000 gwiazd i jest stosunkowo młoda według standardów astronomicznych - około 3 miliony lat, co jest bardzo małe nawet w porównaniu z naszym własnym Słońcem, które ma około 4,6 miliarda lat.
Badając tych luminarzy, naukowcy zauważyli, że niektóre z nich mają bardzo bujne, przypominające komety „ogony” naładowanych cząstek. Naukowcy są przekonani, że ogony te są tworzone przez potężne wiatry gwiazdowe generowane przez najbardziej masywne gwiazdy w centralnym regionie gromady. Te masywne struktury pokrywają znaczne odległości i demonstrują wpływ, jaki środowisko może mieć na powstawanie i ewolucję gwiazd.
Tajemnicze pulsujące gwiazdy
Naukowcy odkryli nową klasę gwiazd zmiennych zwanych niebieskimi pulsatorami o dużej amplitudzie (BLAP). Wyróżniają się bardzo jasną niebieską poświatą (temperatura 30 000 K) i bardzo szybkimi (20-40 minut), a także bardzo silnymi (0,2-0,4 magnitudo) pulsacjami.
Klasa tych obiektów jest nadal słabo poznana. Korzystając z techniki soczewkowania grawitacyjnego, naukowcy spośród około 1 miliarda badanych gwiazd byli w stanie wykryć tylko 12 takich luminarzy. Gdy pulsują, ich jasność może się zmienić nawet o 45 procent.
Istnieją spekulacje, że te obiekty to wyewoluowane gwiazdy o małej masie z powłokami helowymi, ale dokładny status ewolucyjny obiektów pozostaje nieznany. Zgodnie z innym założeniem, obiekty te mogą być dziwnymi „połączonymi” podwójnymi gwiazdami.
Martwa gwiazda z aureolą
Wokół cichego radiowego pulsara RX J0806.4-4123 naukowcy odkryli tajemnicze źródło promieniowania podczerwonego rozciągające się na około 200 jednostek astronomicznych z regionu centralnego (czyli około pięć razy dalej niż odległość między Słońcem a Plutonem). Co to jest? Według astronomów może to być dysk akrecyjny lub mgławica.
Naukowcy rozważali różne możliwe wyjaśnienia. Źródłem nie może być nagromadzenie się gorącego gazu i pyłu w ośrodku międzygwiazdowym, ponieważ w tym przypadku materia okołogwiazdowa powinna zostać rozproszona w wyniku intensywnego promieniowania rentgenowskiego. Wykluczył również możliwość, że to źródło jest w rzeczywistości obiektem tła, takim jak galaktyka i nie znajduje się w pobliżu RX J0806.4-4123.
Zgodnie z najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem obiekt ten może być gromadą materii gwiazdowej, która została wyrzucona w przestrzeń kosmiczną w wyniku eksplozji supernowej, a następnie została cofnięta do martwej gwiazdy, tworząc wokół niej stosunkowo szerokie halo. Eksperci uważają, że wszystkie te opcje można przetestować za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który wciąż jest w budowie.
Supernowe mogą zniszczyć całe gromady gwiazd
Gwiazdy i gromady gwiazd powstają, gdy chmura międzygwiazdowego gazu zapada się (kurczy). W obrębie tych coraz gęstszych obłoków pojawiają się oddzielne „skupiska”, które pod wpływem grawitacji są coraz bardziej przyciągane do siebie i ostatecznie stają się gwiazdami. Następnie gwiazdy „wydmuchują” potężne strumienie naładowanych cząstek, podobnie jak „wiatr słoneczny”. Te strumienie dosłownie usuwają pozostały gaz międzygwiazdowy z gromady. W przyszłości gwiazdy tworzące gromadę mogą stopniowo oddalać się od siebie, a następnie gromada rozpadnie się. Wszystko to dzieje się dość wolno i stosunkowo spokojnie.
Niedawno astronomowie odkryli, że wybuchy supernowych i pojawienie się gwiazd neutronowych, które wytwarzają bardzo silne fale uderzeniowe, wyrzucające z gromady materię gwiazdotwórczą z prędkością kilkuset kilometrów na sekundę, mogą przyczyniać się do rozpadu gromad gwiazd, tym samym jeszcze szybciej je wyczerpując.
Pomimo faktu, że gwiazdy neutronowe zwykle stanowią nie więcej niż 2 procent całkowitej masy gromad gwiazd, generowane przez nie fale uderzeniowe, jak pokazują symulacje komputerowe, mogą czterokrotnie zwiększyć tempo rozpadu gromad.
Nikolay Khizhnyak