Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Odkryto gwiazdę niemal zbyt masywną, by istnieć

Recommended Posts

Gwiazdy neutronowe to najbardziej gęste – nie licząc czarnych dziur – obiekty we wszechświecie. Centymetr sześcienny ich materii waży miliony ton. Naukowcy wciąż je badają próbując znaleźć odpowiedzi na wiele pytań. Chcieliby np. dowiedzieć się, jak wyglądają neutrony ściśnięte tak potężnymi siłami czy gdzie leży granica pojawienia się czarnej dziury.

Naukowcy używający Green Bank Telescope donieśli właśnie o odkryciu najbardziej masywnej gwiazdy neutronowej. Pulsar J0740+6620 ma masę 2,17 większą od masy Słońca, a całość jest upakowana w kuli o średnicy zaledwie 30 kilometrów. To bardzo ważne odkrycie, gdyż z danych dostarczonych przez detektor LIGO, który zarejestrował fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych wynika, iż 2,17 masy Słońca to bardzo blisko granicy powstania czarnej dziury.

Gwiazdy neutronowe są tajemnicze i fascynujące. Te obiekty wielkości miasta przypominają ogromne jądro atomowe. Są tak masywne, że mają dziwaczne właściwości. Gdy dowiemy się, jaka może być ich maksymalna masa, poznamy wiele niedostępnych obecnie faktów z astrofizyki, mówi doktorant Thankful Cromartie.

Pulsar J0740+6620 tworzy układ podwójny z białym karłem. To właśnie dzięki temu udało się precyzyjnie określić jego masę. Pulsary emitują bowiem z obu biegunów fale radiowe. Emisja ma miejsce w bardzo regularnych odstępach. Jako, że wspomniany pulsar ma towarzysza, to gdy z ziemskiego punktu widzenia znajduje się za nim, obecność białego karła zagina przestrzeń, co powoduje pojawienie się zjawiska znanego jako opóźnienie Shapiro. Z powodu obecności obiektu zniekształcającego przestrzeń, sygnał radiowy musi przebyć nieco dłuższą drogę, by dotrzeć do Ziemi. W omawianym przypadku opóźnienie wynosi około 10 milisekund. To wystarczy, by na tej podstawie wyliczyć masę białego karła. Gdy już ją znamy, z łatwością da się wyliczyć masę towarzyszącego mu pulsara.

Położenie tego układu podwójnego względem Ziemi stworzyło nam wyjątkową okazję. Istnieje granica, poza którą gęstość we wnętrzu gwiazd neutronowych jest tak wielka, iż grawitacja przezwycięża materię i gwiazda dalej się zapada. Każda kolejna „rekordowo masywna” gwiazda neutronowa, którą odkrywamy, przybliża nas do odkrycia tej granicy i pozwala lepiej zrozumieć zjawiska fizyczne zachodzące przy tak olbrzymich gęstościach, mówi astronom Scott Ransom.

Badania były prowadzone w ramach programu NANOGrav Physics Frontiers Center.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół astronomów poinformował o odkryciu jednych z najgorętszych gwiazd we wszechświecie. Temperatura powierzchni każdej z 8 gwiazd wynosi ponad 100 000 stopni Celsjusza. Są więc one znacznie gorętsze niż Słońce.
      Autorzy badań przeanalizowali dane pochodzące z Southern African Large Telescope (SALT). Ten największy na Półkuli Południowej teleskop optyczny posiada heksagonalne zwierciadło o wymiarach 10x11 metrów. Naukowcy przeprowadzili przegląd danych pod kątem bogatych w hel karłów i odkryli niezwykle gorące białe karły oraz gwiazdy, które się wkrótce nimi staną. Temperatura powierzchni najbardziej gorącego z nich wynosi aż 180 000 stopni Celsjusza. Dla porównania, temperatura powierzchni Słońca to „zaledwie” 5500 stopni Celsjusza.
      Jedna ze zidentyfikowanych gwiazd znajduje się w centrum odkrytej właśnie mgławicy o średnicy 1 roku świetlnego. Dwie inne to gwiazdy zmienne. Wszystkie z gorących gwiazd znajdują sie na zaawansowanych etapach życia i zbliżają do końca etapu białch karłów. Ze względu na niezwykle wysoką temperaturę gwiazdy te są ponadstukrotnie jaśniejsze od Słońca, co jest niezwykłą cechą jak na białe karły.
      Białe karły to niewielkie gwiazdy, rozmiarów Ziemi, ale o olbrzymiej masie, porównywalnej z masą Słońca. To najbardziej gęste z gwiazd wciaż zawierających normalną materię. Z kolei gwiazdy, które mają stać się białymi karłami są od nich kilkukrotnie większe, szybko się kurczą i w ciągu kilku tysięcy lat zmienią się w białe karły.
      Gwiazdy o temperaturze powierzchni 100 000 stopni Celsjusza lub więcej są niezwykle rzadkie. Byliśmy bardzo zdziwieni, gdyż znaleźliśmy ich aż tak wiele. Nasze odkrycie pomoże w zrozumieniu ostatnich etapów ewolucji gwiazd, mówi Simon Jeffery z Armagh Observatory and Planetarium, który stał na czele grupy badawczej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Tydzień temu teleskopy wykryły rozbłysk gamma GRB 221009A. Kilka dni później astronomowie korzystający z teleskopu Gemini South stwierdzili, że to najpotężniejsze wydarzenie tego typu. Ten rozbłysk jest tak jasny, a jego źródło znajduje się tak blisko, że to jedna na 100 lat okazja, by odpowiedzieć na pewne podstawowe pytania związane z tego typu eksplozjami – od powstawania czarnych dziur po przetestowanie modeli dotyczących ciemnej materii, mówi Brendan O'Connor z University of Maryland.
      Badania GRB 221009A podjęły się, niezależnie od siebie, zespoły Brendana O'Connora i Jillian Rastinejad z Northwestern University. Oba zespoły wykorzystały teleskop Gemini South, ale użyły dwóch różnych instrumentów – pracującego w bliskiej podczerwieni spektrografu FLAMINGOS-2 oraz GMOS (Gemini Multi-Object Spectrographs). Naukowcy mieli nawzajem dostęp do swoich danych i wykonali ich własne analizy.
      Wyjątkowo długotrwały GRB 221009A jest najjaśniejszym zarejestrowanym rozbłyskiem gamma, a jego poświata bije wszelkie rekordy we wszystkich długościach fali, informuje O'Connor. Zjawisko będzie jeszcze długo długo badane. Astronomowie z całego świata udostępniają sobie nawzajem dane za pośrednictwem prowadzonego przez NASA archiwum Gamma-ray Coordinates Network.
      Naukowcy uważają, że niezwykle silny rozbłysk był wynikiem zapadnięcia się gwiazdy o masie wielokrotnie przekraczającej masę Słońca. W wyniku tego procesu pojawiła się potężna supernowa oraz czarna dziura. Rozbłysk miał miejsce 2,4 miliarda lat świetlnych od Ziemi, w kierunku Gwiazdozbioru Strzały.
      W naszym zespole nazywamy ten rozbłysk BOAT albo Brighest Of All Time, gdyż jeśli przejrzy się dane z tysięcy rozbłysków gamma, które zostały zarejestrowane od lat 90., ten się wyróżnia. Dzięki czułym i zróżnicowanym instrumentom na Gemini, będziemy mogli obserwować składniki optyczne GRB221009A znacznie dłużej, niż może to robić większość naziemnych teleskopów. To pomoże nam zrozumieć, dlaczego rozbłyski gamma są tak jasne i mają tak wielką energię, stwierdza Rastinejad.
      Po utworzeniu się czarnej dziury pojawiają się dżety cząstek przyspieszanych niemal do prędkości światła. Niedawno informowaliśmy o takim rekordowo szybkim dżecie. Cząstki te zderzają się z pozostałościami gwiazdy, w wyniku eksplozji której powstała czarna dziura. Skutkiem tych zderzeń jest emisja promieniowania rentgenowskiego i promieniowania gamma. Jeśli dżety są skierowane w stronę Ziemi, możemy je obserwować w formie potężnych rozbłysków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niemal połowa gwiazd Drogi Mlecznej to obiekty samotne, jak Słońce. Druga połowa zaś to gwiazdy znajdujące się w układach podwójnych lub większych. W układach takich gwiazdy mogą znajdować się na niezwykle ciasnych orbitach. I właśnie taki, rekordowo ciasny układ, znaleźli właśnie astronomowie z MIT.
      Nowo odkryty system, ZTF J1813+4251, to układ kataklizmiczny o rekordowo krótkim czasie obiegu gwiazd wokół siebie. Gwiazdy okrążają się w ciągu zaledwie... 51 minut.
      Układy kataklizmiczne, zwane też zmiennymi kataklizmicznymi, składają się z gwiazdy ciągu głównego (podobne do Słońca) oraz z białego karła. Powstają one, gdy dwie gwiazdy zbliżą się do siebie na tyle, że biały karzeł zaczyna wchłaniać materię z gwiazdy mu towarzyszącej. W trakcie tego procesu dochodzi do pojawiania się olbrzymich zmiennych błysków światła. Astronomowie, obserwujący przed wiekami te rozbłyski, sądzili, że są one skutkiem jakiegoś kataklizmu. Stąd nazwa tych układów.
      W przypadku ZTF J1813+4251, w przeciwieństwie do innych podobnych systemów, udało się wielokrotnie zaobserwować przesłonięcie jednej gwiazdy przez drugą, co dało astronomom okazję do dokładnych pomiarów właściwości obu gwiazd. Dzięki temu mogli przeprowadzić symulacje obecnego wyglądu systemu oraz tego, jak będzie ewoluował przez najbliższych kilkaset milionów lat. Z symulacji wynika, że gwiazda ciągu głównego okrąża białego karła i traci na jego rzecz olbrzymie ilości wodoru. Z czasem zostanie obdarta z materii i pozostanie z niej głównie gęste bogate w hel jądro. Za około 70 milionów lat gwiazdy tak bardzo zbliżą się do siebie, że będą okrążały się w ciągu zaledwie 18 minut. Później zaczną się od siebie oddalać.
      Symulacje to potwierdzenie hipotez, które wysunięto przed laty. Mówiły one, że gwiazdy z układach kataklizmicznych wchodzą z czasem na ultrakrótkie orbity. Tutaj mamy do czynienia z rzadkim przypadkiem, gdy przyłapaliśmy jeden z takich systemów w momencie zmiany z akrecji wodoru na akrecję helu, mówi Kevin Burdge z MIT. Przewidywano, że obiekty takie będą wchodziły na ultrakrótkie orbity i od dawna zastanawiano się, czy będą one na tyle krótkie, by pojawiły się fale grawitacyjne.
      Nowy układ został odkryty przez naukowców z MIT, Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics i innych instytucji w katalogu Zwicky Transient Facility (ZTF). Jest on tworzony w Palomar Observatory w Kalifornii. Umieszczony tam aparat fotograficzny przez lata wykonał ponad 1000 zdjęć każdej z ponad miliarda obserwowanych gwiazd, rejestrując w ten sposób zmiany ich jasności.
      Naukowcy przeanalizowali dane, szukając cech charakterystycznych systemów na ultrakrótkich orbitach, które mogłyby emitować olbrzymie rozbłyski światła oraz fale grawitacyjne. Stworzony przez Burdge'a algorytm wskazał na około milion gwiazd, które co mniej więcej godzinę prawdopodobnie emitowały rozbłyski. Następnie skupił się na rozbłyskach o szczególnych cechach. W ten sposób zauważył ZTF J1813+4251, układ, który znajduje się w odległości około 3000 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Herkulesa.
      Burge i jego zespół rozpoczęli wówczas obserwacje za pomocą W.M. Keck Observatory na Hawajach i Gran Telescopio Canarias. Przekonali się, że znaleziony system daje wyjątkowo jasny sygnał. Dzięki temu możliwe były precyzyjne pomiary układu.
      ZTF J1813+4251 składa się prawdopodobnie z białego karła o rozmiarach 100-krotnie mniejszych niż Słońce i o połowie masy naszej gwiazdy. Towarzyszy mu gwiazda o masie i 1/10 rozmiarów Słońca. Obie gwiazdy okrążały się w ciągu 51 minut, ale coś tutaj nie pasowało.
      Ta druga gwiazda wyglądała jak Słońce, ale Słońce nie zmieści się na orbicie krótszej niż 8-godzinna, mówi Burdge. Wyjaśnieniem okazała się praca naukowa sprzed 30 lat autorstwa profesora MIT Saula Rappaporta. Przewidział on w niej, że układy o bardzo ciasnych orbitach mogą istnieć jako układy kataklizmiczne. Gdy biały karzeł pochłonie cały wodór z towarzyszącej mu gwiazdy podobne do Słońca, pozostaje gęste jądro z helu, które jest wystarczająco masywne, by martwa gwiazda znalazła się na ultrakrótkiej orbicie.
      ZTF J1813+4251 to układ kataklizmiczny, który znajduje się właśnie z momencie przejścia z gwiazdy wodorowej, w obiekt bogaty w hel. To szczególny układ. Mieliśmy olbrzymie szczęście, że zauważyliśmy system, który daje odpowiedź na ważne pytanie. To jedna z najpiękniejszych zmiennych kataklizmicznych, cieszy się Burdge.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Już za tydzień, 26 września, przez całą noc będziemy mogli cieszyć się wyjątkowym widokiem Jowisza. Planeta znajdzie się w wielkiej opozycji, a to oznacza, że będzie doskonale widoczna. Wystarczy dobra lornetka by zaobserwować charakterystyczne barwne pasy planety i trzy z czterech księżyców galileuszowych. To największe księżyce Jowisza, które Galileusz odkrył w 1610 roku.
      Opozycja ma miejsce, gdy dwa ciała oglądane z Ziemi znajdują się naprzeciwko siebie. Najczęściej mówimy tutaj o opozycji obserwowanego ciała do Słońca. Opozycja Jowisza, a zatem sytuacja gdy Słońce i Jowisz znajdują się po przeciwnych sobie stronach Ziemi, zachodzi co 13 miesięcy. Jowisz wydaje się wówczas jaśniejszy i większy. Tym razem jednak opozycja będzie wyjątkowa, gdyż jednocześnie Jowisz będzie w peryhelium, czyli najbliższym Słońcu punkcie swojej orbity. Będziemy więc mieli do czynienia z wielką opozycją, zwaną też wielkim zbliżeniem, które ma miejsce co kilkanaście lat. Tym razem jednak Jowisz podczas opozycji znajdzie się najbliżej Ziemi od 70 lat.
      Opozycja Jowisza rzadko zbiega się z jego peryhelium. Dlatego warto poświęcić część nocy na obserwacje. Jowisz będzie jednym z najjaśniejszych – a może nawet najjaśniejszym – obiektem na nocnym niebie. Zaraz po Księżycu, rzecz jasna.
      Na kolejne wielkie zbliżenie Jowisza trzeba będzie poczekać do 2 października 2034 roku. Jednak wówczas planeta będzie o 700 000 kilometrów dalej od Ziemi niż przy obecnym wielkim zbliżeniu.
      Jowisz bardzo interesuje naukowców. Obecnie planeta jest badana przez misję Juno. Została ona wystrzelona w 2011 roku i dotarła do planety w roku 2016. Początkowo planowano, że cała misja potrwa 7 lat. Juno pracuje już 11 lat a niedawno NASA przedłużyła jej misję do roku 2025. Na rok 2024 zaplanowano wystrzelenie misji Europa, która ma badać jeden z księżyców galileuszowych – Europę.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...