Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Biały karzeł bliski śmierci
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Śmierć gwiazdy musiała być tak gwałtowna, że powstały w jej wyniku pobliski biały karzeł wchłania obecnie materię zarówno z wewnętrznych, jak i zewnętrznych obszarów swojego układu planetarnego. Astronomowie po raz pierwszy zaobserwowali białego karła pochłaniającego szczątki zarówno planet skalistych, jak i obiektów lodowych. Nigdy wcześniej nie widzieliśmy, by na powierzchnię białego karła jednocześnie opadały te oba typy obiektów. Mamy nadzieję, że dzięki temu lepiej zrozumiemy układy planetarne, które wciąż pozostają nienaruszone, stwierdził Ted Johnson z University of California Los Angeles (UCLA).
Badania dają naukowcom unikatową okazję do zbadania składu planet pozasłonecznych. Mimo,że znamy obecnie ponad 5000 egzoplanet, nasza wiedza o składzie wewnętrznym planety ogranicza się do Ziemi. Tymczasem w pochłanianych przez białego karła szczątkach naukowcy obserwują azot, tlen, magnez, krzem, żelazo i inne pierwiastki. Bardzo duża ilość żelaza sugeruje, że doszło do rozerwania planet skalistych, a biały karzeł wchłania szczątki ich żelaznych jąder. Z kolei niespodziewanie duża obecność azotu sugeruje obecność obiektów lodowych. Najbardziej pasuje do tego mieszanina w stosunku 2:1 materiału z planety podobnej do Merkurego z materiałem z komet. Dużo żelaza i zamrożonego azotu sugerują bardzo różne warunki formowania się planet. W Układzie Słonecznym nie znamy obiektu, który miałby taki skład, dodaje Johnson.
Odkrycie jest interesujące również z innego powodu. Uważa się bowiem, że niewielkie lodowe obiekty „nawodniły” suche skaliste planety Układu Słonecznego. Przed miliardami lat komety i asteroidy dostarczyły wodę na Ziemię, tworząc warunki do powstania życia. Skoro zaś teraz gwiazda, która zniszczyła swój układ planetarny, pochłania duże ilości lodu, może to oznaczać, że duże rezerwuary wody są czymś powszechnym w układach planetarnych. Życie, jakie znamy, wymaga skalistej planety bogatej w takie pierwiastki jak węgiel, tlen czy azot. Obfitość tych pierwiastków, jaką obserwujemy w przypadku tego białego karła, wskazuje na obecność zarówno obiektów skalistych jak i bogatych w pierwiastki lotne. To pierwszy taki przypadek wśród setek zbadanych białych karłów, dodaje profesor Benjamin Zuckerman z UCLA.
Teorie dotyczące ewolucji systemów planetarnych opisują m.in. to, co dzieje się, gdy czerwony olbrzym zmienia się w białego karła. Gwiazda gwałtownie traci zewnętrzne warstwy, dochodzi do dramatycznych zmian orbit planet. Obiekty, jak asteroidy czy planety karłowate, które znajdą się zbyt blisko umierającej gwiazdy, zostają przez nią wchłonięte. Najnowsze badania, w czasie których naukowcy przyglądają się białemu karłowi G238-44 położonemu zaledwie 86 lat świetlnych od Ziemi, dowodzą, że około 100 milionów lat po tym, jak gwiazda weszła w fazę białego karła, jest ona w stanie pochłaniać materiał z regionów odpowiadających pasowi asteroid i pasowi Kuipera w Układzie Słonecznym.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie z University of Wisconsin-Madison informują o prawdopodobnym znalezieniu nietkniętej olbrzymiej planety krążącej wokół białego karła. To sensacyjne odkrycie wskazuje, że planeta może przetrwać zniszczenie swojej gwiazdy.
Biały karzeł WD 1856 – który jest zaledwie o 40% większy od Ziemi – stanowi część układu potrójnego znajdującego się w odległości około 80 lat świetlnych od Ziemi. Odkryta właśnie planeta wielkości Jowisza, WD 1856 b, jest około 7-krotnie większa od swojej gwiazdy i obiega ją w ciągu zaledwie 34 godzin. W jakiś sposób WD 1856 b zdołała znaleźć się blisko białego karła i pozostać w jednym kawałku, mówi profesor Andrew Vanderburg. W procesie tworzenia się białego karła, pobliskie planety zostają zniszczone. Wszystko, co później znajdzie się zbyt blisko, zostaje zwykle rozerwane przez potężne oddziaływanie grawitacyjne białego karła. Musimy sobie odpowiedzieć na pytanie, jak to się stało, że WD 1856 b znajduje się tak blisko, a mimo to jej los nie potoczył się według jednego z tych scenariuszy.
Odkrycia niezwykłego systemu dokonano za pomocą teleskopów TESS i Spitzera. Znajduje się on w Gwiazdozbiorze Smoka. Planeta krąży tam wokół chłodnego Białego karła o średnicy zaledwie 18 000 kilometrów. Gwiazda może liczyć sobie nawet 10 miliardów lat i jest odległym członkiem układu potrójnego.
Gdy gwiazdy podobne do Słońca, a taki właśnie jest WD 1856, zużyją swoje paliwo, zaczynają zwiększać objętość stają się setki, a nawet tysiące razy większe niż wcześniej. Powstaje czerwony olbrzym, który wchłania i spopiela to, co znajduje się w jego sąsiedztwie. W końcu odrzuca on zewnętrzne warstwy, tracąc do 80% masy. Pozostaje gorące gęste jądro, biały karzeł. Gdyby planeta WD 1856 b znajdowała się w czasie procesu „puchnięcia” gwiazdy na swojej obecnej orbicie, musiałaby zostać przed nią wchłonięta. Jak wynika z obliczeń zespołu Vanderburga, by pozostać bezpieczną, musiałaby znajdować się co najmniej 50-krotnie dalej, niż obecnie.
Od dawna wiemy, że gdy rodzi się biały karzeł, niewielkie odległe obiekty, jak asteroidy czy komety, mogą być przyciągane przez gwiazdę. Zwykle są rozrywane przez jej silną grawitację i tworzą dysk wokół gwiazdy, mówi Siyi Xu z Gemini Observatory na Hawajach. Mieliśmy pewne dane mówiące, że i planety mogą odbywać taką podróż, jednak po raz pierwszy widzimy planetę, która przetrwała ją nietknięta.
Naukowcy nie potrafią na razie wyjaśnić obecności WD 1856 b tak blisko białego karła. Upewnili się za to, że obserwowany przez nich obiekt nie jest brązowym karłem.Obserwacje za pomocą różnych instrumentów wykazały, że nie emituje on własnego promieniowania, zatem najprawdopodobniej jest to duża planeta.
Odkrycie planety blisko białego karła skłoniło też naukowców do przeprowadzenia symulacji dla scenariusza, w którym planetą taka jest skalista i ma wielkość Ziemi. Okazało się, że mogłaby na niej istnieć woda w stanie ciekłym. To zaś oznacza, że skoro planeta jest w stanie przetrwać tworzenie się białego karła i może wokół niego krążyć, to jeśli pojawiłyby się na niej warunki korzystne dla życia, to mogłyby one trwać miliardy la dłużej, niż się obecnie zakłada. Dodatkowe obliczenia wykazały, że Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba będzie w stanie wykryć wodę i dwutlenek węgla w atmosferze takiej planety rejestrując zaledwie 5 jej przejść na tle gwiazdy macierzystej, a kombinację gazów mogących wskazywać na istnienie życia wykryje po zaledwie 25 przejściach.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Kosmologowie od dawna mają problem z jedną z podstawowych wartości opisujących wszechświat – tempem jego rozszerzania się. Różne pomiary przynoszą bowiem różne wartości. Teraz coraz wyraźniej widać kolejne pęknięcie w standardowym modelu kosmologicznym. Niedawno grupa naukowców wykazała, że wszechświat jest niespodziewanie rzadki. Materia nie gromadzi się w nim tak, jak się spodziewano. Podobne sygnały pojawiały się już wcześniej, tym razem jednak mamy do czynienia z najbardziej szczegółową analizą danych zbieranych przez 7 lat.
Dane są na tyle wiarygodne, że niektórzy specjaliści zastanawiają się, czy nie wpadliśmy na trop czegoś nieznanego. Mamy już ciemną materię i ciemną energię. Mam nadzieję, że do wyjaśnień nie potrzebujemy kolejnej ciemnej rzeczy, mówi Michael Hudson, kosmolog z University of Waterloo, który nie był zaangażowany w najnowsze badania.
Autorzy najnowszych badań, skupieni wokół inicjatywy Kilo-Degree Survey (KiDS), obserwowali około 31 milionów galaktyk, położonych w promieniu do 10 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Na podstawie tych obserwacji wyliczyli średni rozkład niewidocznego gazu i ciemnej materii we wszechświecie. Odkryli, że jest jej niemal o 10% mniej niż przewiduje jeden z najpowszechniej uznawanych modeli kosmologicznych, Model Lambda-CDM.
W ciągu ostatnich ośmiu lat pojawiło się kilkanaście badań, których autorzy – korzystając z różnych technik – dochodzili do wniosku, że materia nie gromadzi się zgodnie z przewidywaniami. Rozpatrywane osobno badania te nie mają większego znaczenia. Rozważane w nich kwestie są tak trudne do zbadania, że łato mogło dojść do pomyłek. Jednak coraz częściej pojawiają się głosy, że to nie statystycznie dopuszczalne niedoskonałości w badaniach, ale reguła. Gdy w wielu różnych zestawach danych zaczynasz dostrzegać tę samą rzecz, musisz wziąć pod uwagę, że coś w tym jest, stwierdza Hudson.
Naukowcy muszą teraz pogodzić dwie sprzeczne ze sobą rzeczy. Z jednej strony, by określić tempo rozszerzania się wszechświata – w wiele wskazuje na to, że jest ono większe, niż sądzono – muszą znaleźć dodatkowy element, który go napędza. Z drugiej jednak strony skoro materia nie gromadzi się razem tak, jak przypuszczano, do siły na nią oddziałujące są słabsze, a nie mocniejsze, jak wymagałoby tego wyjaśnienie tempa rozszerzania się wszechświata. Julien Lesgourgues, kosmolog-teoretyk z Uniwersytetu Aachen mówi, że znalezienie satysfakcjonującego wyjaśnienia obu tych zjawisk będzie koszmarem.
Podejmowane są pewne próby wyjaśnień wspomnianych zjawisk. Przyspieszenie ekspansji wszechświata można by wyjaśnić „ciemnym promieniowaniem”. Jednak trzeba by je zbilansować dodatkową materią, która by się grupowała. Aby osiągnąć obserwowane mniejsze grupowanie się, trzeba by wprowadzić dodatkowy element, który to uniemożliwia. Tutaj pojawia się próba wyjaśnienia w postaci zamiany ciemnej materii – która powoduje grupowanie się materii – w ciemną energię, powodującą jej oddalanie się od siebie. Można też przyjąć, że Ziemia znajduje się w jakimś wielkim bąblu rozrzedzonej materii, co zaburza nasze obserwacje. Lub też uznać, że szybkie tempo rozszerzania się wszechświata i mniejsze grupowanie się materii nie są ze sobą powiązane. Nie widzę obecnie żadnego satysfakcjonującego wyjaśnienia. Jeśli jednak byłbym teoretykiem byłbym bardzo podekscytowany, mówi Hudson.
Wciąż też istnieje prawdopodobieństwo, że oba omawiane zjawiska lub przynajmniej jedno z nich, w rzeczywistości nie mają miejsca. Jednak by to stwierdzić, trzeba poczekać na inne dane. KiDS to jeden z trzech dużych projektów badawczych. Inne to międzynarodowy Dark Energy Survey prowadzony w Chile i japoński Hyper Suprime-Cam. W ramach każdego z nich skanowany jest inny fragment nieboskłonu na inną głębokość. W czasie ostatniej kampanii Dark Energy Survey przeskanowano obszar 5-krotnie większy niż badał KiDS. Wyniki powinny ukazać się w ciągu najbliższych miesięcy. Wszyscy na nie czekają. To kolejna wielka rzecz w kosmologii, mówi Daniel Scolnic, kosmolog z Duke University, który specjalizuje się w badaniu tempa rozszerzania się wszechświata.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dziwny biały karzeł podróżujący przez Drogę Mleczną może być pozostałością po „częściowej supernowej”, twierdzą autorzy badań opublikowanych niedawno na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Gwiazda mknąca przez naszą galaktykę z prędkością 900 000 km/h od lat stanowi zagadkę dla naukowców. Wkrótce po jej odkryciu w 2015 roku zauważono, że ma ona niezwykłą atmosferę.
Wewnętrzna struktura białych karłów jest zwykle zbudowana z warstw. Jądra tych gwiazd składają się przeważnie z węgla oraz tlenu i są otoczone warstwą helu, a następnie warstwą wodoru. Astronomowie obserwujące białe karły zwykle widzą sam wodór, sam hel lub mieszaninę helu i węgla.
Tymczasem naukowcy badający białego karła SDSS J1240+6710, znajdującego się 1430 lat świetlnych od Ziemi stwierdzili ze zdumieniem, że jego atmosfera to zadziwiająca mieszanina tlenu, neonu, magnezu i krzemu. Gdy autorzy najnowszych badań, korzystając z Teleskopu Hubble'a, przyjrzeli się gwieździe bliżej, stwierdzili, że w jej atmosferze znajduje się też węgiel, sód i glin. Nigdy wcześniej nie stwierdzono takiego składu atmosfery białego karła. Co więcej SD J1240+6710 jest też wyjątkowo mało masywny. Ma on zaledwie około 40% masy Słońca.
Gdy odkryliśmy, że ten wyjątkowy biały karzeł ma małą masę i porusza się bardzo szybko, zaczęliśmy się zastanawiać, co się z nim stało w przeszłości, mówi główny autor badań, Boris Gansicke. Uczeni doszli do wniosku, że wszystkie niezwykłe właściwości gwiazdy można wyjaśnić „częściową supernową”.
Supernowe to najpotężniejsze eksplozje gwiazd. Może do nich dojść, gdy biały karzeł pobierze zbyt wiele masy od towarzyszącej jej gwiazdy. Cała ta dodatkowa masa ściska jądro białego karła, co prowadzi do wzrostu ciśnienia i temperatury. W końcu zostaje zapoczątkowana termonuklearna reakcja łańcuchowa, w wyniku której dochodzi do wybuchu, a ten rozrywa białego karła na strzępy.
Naukowcy zauważają, że pierwiastki obecne w atmosferze SDSS J1240+6710 mogą pochodzić z początku reakcji termojądrowej. Jednak zastanawiający jest tutaj brak pierwiastków takich jak żelazo, chrom, mangan czy nikiel. Te cięższe pierwiastki powstają z lżejszych. Ich brak sugeruje, że nasz biały karzeł przebył tylko część drogi do stania się supernową. Nie osiągnął temperatury i ciśnienie potrzebnego do wyprodukowania cięższych pierwiastków. To właśnie czyni tego karła wyjątkowym. Rozpoczęła się tam reakcja termojądrowa, ale zatrzymała się ona zanim powstały pierwiastki z grupy żelaza. To był krótki „epizod supernowej”, trwał kilka godzin, stwierdza Gansicke.
Z badań wynika, że SDSS J1240+6710 był małą gwiazdą w porównaniu do białych karłów, które zamieniają się w supernową. Jako taki mógł co najwyżej skończyć jako słaba supernowa typu Iax.
Dawniej astronomowie sądzili, że termojądrowa supernowa niszczy białego karła w całości. Jednak w ciągu ostatnich 10-15 lat dowiedzieliśmy się, że możliwe jest powstanie częściowej supernowej, po której pozostaje spalony biały karzeł. Eksplozja nie jest w tym przypadku na tyle silna, by zniszczyć gwiazdę, dodaje uczony.
Eksplozja taka odrzuciła SDSS J1240+6710 od jej towarzysza, powodując, że przemierza on przestrzeń kosmiczną z prędkością, z jaką krążył wokół towarzyszącej jej gwiazdy. Taki scenariusz wyjaśnia zarówno masę, skład jak i prędkość badanego białego karła.
Na podstawie masy i temperatury uczeni szacują, że do częściowej supernowej doszło przed około 40 milionami lat. Nie wiemy, jak wyglądał towarzysz SDSS J1240+6710, ale prawdopodobnie był on podobny do badanego karła.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Odkryta właśnie supernowa jest co najmniej dwukrotnie jaśniejsza i energetyczna oraz prawdopodobnie znacznie bardziej masywna niż dotychczasowa rekordzistka. Została ona zauważona przez międzynarodowy zespół naukowy, na którego czele stali naukowcy z University of Birmingham.
Grupa, w skład której wchodzą również uczeni z uniwersytetów Harvarda, Ohio i Norhtwestern, uważa, że SN2016aps może być przykładem niezwykle rzadkiej klasy pulsacyjnych supernowych z niestabilnością kreacji par. Być może powstała w wyniku połączenia dwóch gwiazd tuż przed eksplozją. Dotychczas takie wydarzenie przewidywano jedynie teoretycznie.
Możemy badać supernowe wykorzystując dwie skale – całkowitą energię ich eksplozji albo energię emitowaną w formie światła widzialnego, mówi główny autor badań doktor Matt Nicholl z University of Birmingham.
W typowej supernowej energia emitowana w postaci światła widzialnego to mniej niż 1% całkowitej emisji. Jednak w przypadku SN2016aps zaobserwowaliśmy, że energia ta była 5-krotnie większa niż dla typowej supernowej. To największa ilość światła, jakie udało się zaobserwować z supernowej, stwierdza uczony.
Analiza spektrum światła wykazała, że eksplozja została zasilona zderzeniem pomiędzy supernową a masywną powłoką gazową odrzuconą przez gwiazdę lata wcześniej. Każdej nocy obserwuje się wiele supernowych, większość z nich znajduje się w masywnych galaktykach. Ta supernowa się wyróżniała. Wydawało się, że znajduje się w środku pustki. Nie byliśmy w stanie dostrzec jej galaktyki, póki światło z supernowej nie przygasło, mówi doktor Peter Blanchard z Northwestern University.
Zespół obserwował gwiazdę przez dwa lata, do czasu aż jej jasność nie zmniejszyła się o 99%. Na podstawie tych obserwacji stwierdzono, że supernowa miała masę od 50 do 100 mas Słońca. Gwiazdy o tak wielkiej masie doświadczają gwałtownego pulsowania przed śmiercią. Zrzucają wtedy gigantyczną powłokę gazową. Zjawisko to może być napędzane przez proces zwany niestabilnością kreacji par, który został teoretycznie przewidziany 50 lat temu. Jeśli wszystko odpowiednio zgra się w czasie, supernowa może ponownie przechwycić powłokę gazową i uwolni olbrzymią ilość energii w wyniku tej kolizji. Myślimy, że zaobserwowaliśmy tutaj najlepszego kandydata na dowód prawdziwości takiego procesu. I prawdopodobnie najbardziej masywnego, stwierdza Nicholl.
Uczony dodaje, że SN2016aps dostarczyła dodatkowych pytań. Gwiazda zawierała głównie wodór. Jednak tak masywne gwiazdy powinny stracić wodór na długo, zanim zaczną pulsować. Dlatego też naukowcy przypuszczają, że doszło do połączenia dwóch mniej masywnych gwiazd, z których mniej masywna zawierała dużo wodoru, a ich wspólna masa była na tyle duża, że doszło do zjawiska niestabilności kreacji par.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.