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

Uczeni z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego wyjaśnili zagadkę sprzed 100 lat

Recommended Posts

Astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego UW wyjaśnili prawie stuletnią zagadkę pochodzenia tzw. długiego okresu wtórnego w gwiazdowych czerwonych olbrzymach.

Gdy w gwiazdach typu słonecznego wyczerpuje się paliwo jądrowe, przeistaczają się one w czerwone olbrzymy. Oznacza to, że zwiększają swój promień setki razy, pochłaniając tym samym krążące wokół nich pobliskie planety. Jednocześnie gwiazdy te zaczynają tracić masę w wyniku intensywnego wiatru gwiazdowego. Co więcej, w ostatnich etapach swojego życia czerwone olbrzymy zaczynają pulsować, co widoczne jest w postaci regularnych zmian blasku tych gwiazd.

Około 30% jasnych czerwonych olbrzymów wykazuje dodatkową zmienność z okresem od kilku miesięcy do kilku lat – typowo dziesięć razy dłuższym niż okres pulsacji tych gwiazd. Pochodzenie tzw. długiego okresu wtórnego (ang. long secondary period – LSP) pozostawało tajemnicą przez niemal stulecie, odkąd pierwszy raz zaobserwowano to zjawisko. Astronomowie próbowali tłumaczyć zmienność LSP w czerwonych olbrzymach wzbudzaniem nieradialnych oscylacji gwiazdowych, tworzeniem się gigantycznych komórek konwekcyjnych, epizodycznymi wyrzutami pyłu z powierzchni gwiazdy albo obecnością ciemnych plam w jej fotosferze. Jednak żaden z proponowanych modeli nie potrafił wyjaśnić wszystkich obserwowanych własności gwiazd LSP.

Grupa astronomów z Obserwatorium Astronomicznego UW pod kierunkiem prof. Igora Soszyńskiego od lat bada to zjawisko, wykorzystując największą na świecie bazę danych fotometrycznych tworzoną od niemal 30 lat przez przegląd nieba Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE). Kierowany przez prof. Andrzeja Udalskiego projekt OGLE prowadzi regularne obserwacje około 2 miliardów gwiazd należących do naszej Galaktyki oraz do pobliskich Obłoków Magellana. Ogromna baza danych OGLE posłużyła do wybrania bezprecedensowo dużej próbki, około 16 000 gwiazd LSP i zbadania ich właściwości.

W szczególności po raz pierwszy zostały przeanalizowane zmiany jasności gwiazd LSP w zakresie podczerwonym. W tym celu badacze skorzystali z obserwacji prowadzonych od kilku lat przez amerykański teleskop kosmiczny WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Porównanie optycznych krzywych blasku OGLE z podczerwonymi danymi fotometrycznymi WISE wykazało jedną zasadniczą różnicę: dodatkowe minimum jasności widoczne wyłącznie w zakresie podczerwonym. Takie zachowanie można wyjaśnić obecnością dodatkowego obiektu krążącego tuż nad powierzchnią olbrzyma i otoczonego rozległą chmurą pyłu przesłaniającą gwiazdę raz na okres orbitalny. Materia tworząca orbitującą chmurę nagrzewa się do temperatur około 1000-1500 K, co powoduje emisję promieniowania podczerwonego, dlatego kiedy dochodzi do zakrycia chmury przez czerwonego olbrzyma, można obserwować wtórne minimum tylko w tym zakresie widmowym.

Pomiary zmian prędkości radialnych gwiazd LSP wskazują, że zanurzonymi w pyłowej chmurze towarzyszami czerwonych olbrzymów najczęściej są ciała o masach podgwiazdowych, tzw. brązowe karły. Obiekty tego typu powstały prawdopodobnie w wyniku ściągania materii przez planety krążące początkowo na odległych orbitach wokół swoich gwiazd. Wyjaśnienie to otwiera nowe perspektywy badania rozkładów przestrzennych układów planetarnych w naszej i innych galaktykach.

Praca prezentująca rozwiązanie zagadki długiego okresu wtórnego w czerwonych olbrzymach ukazała się w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters.


« 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
      Słońce i inne gwiazdy w Drodze Mlecznej emitują promieniowanie w zakresie widzialnym, widoczne dla naszych oczu. Astronomowie znają jednak wiele obiektów, które wyświecają znaczną część energii w formie promieniowania rentgenowskiego. Międzynarodowy zespół naukowców, w skład którego wchodzą astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego UW, ogłosił na łamach czasopisma Nature Astronomy odkrycie nowego mechanizmu produkcji promieniowania rentgenowskiego w gwiazdach.
      Naukowcy opisują badania obiektu o nazwie ASASSN-16oh, którego rozbłysk zaobserwowano w grudniu 2016 roku.  Gwiazda znajduje się w Małym Obłoku Magellana, sąsiedniej galaktyce, odległej o około 200 tysięcy lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Ten obszar nieba jest regularnie badany od kilkunastu lat przez astronomów z zespołu OGLE z Obserwatorium Astronomicznego. Jak pokazały prowadzone przez nich obserwacje fotometryczne, gwiazda pojaśniała kilkadziesiąt razy.
      Aby sprawdzić co spowodowało pojaśnienie ASASSN-16oh, astronomowie skierowali na ten obiekt orbitalne obserwatoria rentgenowskie: Swift i Chandra. Zauważyli, że gwiazda emitowała duże ilości promieniowania rentgenowskiego, które musiało powstać w materii o temperaturze blisko miliona stopni.
      Tzw. miękkie promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie rentgenowskie o najniższych energiach) powstaje w bardzo gorącej materii, o temperaturze kilkuset tysięcy stopni. Do tej pory uważano, że może ono powstawać tylko w wyniku reakcji termojądrowych zachodzących na powierzchni białych karłów – małych, wypalonych gwiazd, które ściągają świeże paliwo (gaz zawierający wodór) z gwiazd-sąsiadek. Kiedy zgromadzi się dostatecznie dużo gazu i stanie się on wystarczająco gorący, rozpoczyna się w nim łańcuch reakcji termojądrowych i cała powierzchnia gwiazdy wybucha.
      Obserwacje zebrane przez astronomów wykluczają jednak tak gwałtowną eksplozję. Emisja rentgenowska pochodzi z niewielkiego fragmentu powierzchni białego karła.
      Naukowcy uważają, że promieniowanie rentgenowskie powstało w wyniku akrecji – procesu gromadzenia się materii na powierzchni białego karła. ASASSN-16oh to w rzeczywistości układ dwóch gwiazd – czerwonego olbrzyma i białego karła. Ponieważ przepływ materii z jednej gwiazdy na drugą nie jest stabilny, to kiedy gaz zaczyna opadać w większym tempie, jasność całego układu gwałtownie rośnie.
      Odkrycie pokazuje, że w przyrodzie istnieją dwa rodzaje produkcji miękkiego promieniowania rentgenowskiego: reakcje syntezy termojądrowej i akrecja.
      Obserwacje te są niezmiernie ważne nie tylko dla astronomów zajmujących się badaniem źródeł promieniowania rentgenowskiego w kosmosie. Opublikowane wyniki mogą również przyczynić się do lepszego zrozumienia ekspansji Wszechświata. Do pomiarów rozszerzania się Wszechświata wykorzystuje się bowiem supernowe typu Ia. Ponieważ uważa się, że ich moc promieniowania jest stała – mierząc obserwowaną jasność supernowej można zmierzyć odległość do macierzystej galaktyki.
      Przypuszcza się, że supernowe typu Ia powstają w wyniku wybuchów białych karłów, jednak mechanizm eksplozji i ich pochodzenie nie są dobrze zrozumiane i nie wiadomo czy supernowe powstałe w najstarszych galaktykach wyglądają tak samo jak te obecne. Odkrycie opublikowane dzisiaj w Nature Astronomy pokazuje, że układy biały karzeł-czerwony olbrzym, podobne do ASASSN-16oh, mogą stać się w przyszłości supernowymi typu Ia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie ze szwedzkiego Uniwersytetu w Lund znaleźli możliwe wytłumaczenie tajemniczego zjawiska, odkrytego w ubiegłym roku w pobliżu centrum naszej galaktyki. Wówczas zauważono, że w pobliżu centralnej czarnej dziury, Sagittariusa A*, znajdują się duże ilości skandu. Szwedzi twierdzą, że to iluzja optyczna.
      W ubiegłym roku pojawiła się praca naukowa, której naukowcy donosili, że w czerwonych olbrzymach, oddalonych od czarnej dziury nie więcej niż o 3 lata świetlne, znajduje się duża ilość trzech różnych pierwiastków.
      Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Lund we współpracy z kolegami z Uniwersytetu Kalifornijskiego z Los Angeles, twierdzą, że zauważone widmo spektroskopowe skandu, wanadu i itru, to złudzenie optyczne. Te czerwone olbrzymy zużyły większość swojego wodoru i ich temperatura jest o połowę niższa niż temperatura Słońca, mówi główny autor badań, doktorant Brian Thorsbro. Wedle najnowszych badań, niska temperatura gwiazd przyczyniła się do powstania iluzji optycznej. Elektrony wspomnianych pierwiastków zachowują się inaczej w niższych temperaturach niż w wyższych. Podczas badania widma spektroskopowego może to wprowadzać w błąd. Do takich wniosków doszli astronomowie i fizycy atomowi.
      Thorsbro i jego zespół wykorzystali podczas swoich badań m.in. Teleskopy Kecka na Hawajach. Wykonali szczegółowe mapowanie centralnych obszarów Galaktyki, skupiając się na znajdujących się tam gwiazdach i badając, jakie pierwiastki zawierają. To światowej klasy badania w tym sensie, że wykonaliśmy szczegółowe mapowanie składu gwiazd wielkiej centralnej gromady otaczającej czarną dziurę, wyjaśnia Nnils Ryde z Uniwersytetu w Lund.
      Na podstawie badań w bliskiej podczerwieni, z wykorzystaniem technologii, która jest dostępna dopiero od niedawna, uczeni doszli do wniosku, że wcześniejsze doniesienia to nie naukowa sensacja, a złudzenie optyczne.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...