Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Niezwykły biały karzeł
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie odkryli brązowego karła, którego powierzchnia jest znacznie bardziej gorąca niż powierzchnia Słońca. Tymczasem brązowe karły nie są gwiazdami. To obiekty gwiazdopodobne, których masa jest zbyt mała, by mógł w nich zachodzić proces przemiany wodoru w hel. Mają masę co najmniej 13 razy większą od Jowisza. Od olbrzymich planet różnie je to, że są zdolne do fuzji deuteru. Po jakimś czasie proces ten zatrzymuje się. Najgorętsze i najmłodsze brązowe karły osiągają temperaturę ok. 2500 stopni Celsjusza. Później stygną. Temperatura najstarszych i najmniejszych z nich to około -26 stopni.
W najnowszym numerze Nature Astronomy naukowcy opisali brązowego karła, którego temperatura powierzchni sięga 7700 stopni Celsjusza. To znacznie więcej, niż 5500 stopni, jaką ma temperatura Słońca. Nic więc dziwnego, że gdy na początku XXI wieku po raz pierwszy zauważono ten obiekt, omyłkowo go sklasyfikowano. Dopiero powtórna analiza danych przeprowadzona przez Na'amę Hallakoun z izraelskiego Instytutu Naukowego Weizmanna i jej zespół pokazały, z czym mamy do czynienia.
Nasz brązowy karzeł ma tan olbrzymią temperaturę, gdyż obiega po bardzo ciasnej orbicie białego karła WD 0032-317. To właśnie jego promieniowanie ogrzewa brązowego karła do tak olbrzymich temperatur. Brązowy karzeł znajduje się w obrocie sychronicznym wokół WD 0032-317, co oznacza, że jest cały czas zwrócony w jej kierunku tylko jedną stroną. To zaś powoduje olbrzymie różnice temperatur. Strona nocna brązowego karła jest aż o 6000 stopni Celsjusza chłodniejsza niż strona dzienna.
Gdy układ ten po raz pierwszy zaobserwowano przed dwoma dziesięcioleciami, sądzono, że jest to układ podwójny dwóch białych karłów. Jednak gdy Hallakoun i jej zespół przyjrzeli się danym, zauważyli coś, co kazało im ponownie przyjrzeć się temu układowi. Mogli obserwować go rejestrując linie emisji pochodzące z dziennej strony brązowego karła. Dane były tak zaskakujące, że początkowo naukowcy sądzili, że nieprawidłowo je opracowali. Później zauważyli, że tak naprawdę obserwują układ składający się z białego karła, wokół którego krąży brązowy karzeł. Uczeni, którzy przed 20 laty zaobserwowali ten system, nie zauważyli tego, gdyż obserwowali nocną stronę brązowego karła.
Autorzy odkrycia mówią, że przyda się ono do badania ultragorących Jowiszów, czyli olbrzymich planet krążących blisko swojej gwiazdy. Znalezienie takich planet nastręcza na tyle dużo trudności, że obecnie znamy pojedyncze planety tego typu. Dlatego też astronomowie nie od dzisiaj myślą o wykorzystaniu brązowych karłów krążących blisko gwiazd w roli modelu do badań ultragorących Jowiszów. Brązowe karły łatwiej jest obserwować.
Układ WD 0032-317 rzuci też światło na ewolucję gwiazd. Na podstawie obecnie obowiązujących modeli naukowcy stwierdzili, że brązowy karzeł ma kilka miliardów lat. Z kolei niezwykle wysoka temperatura białego karła WD 0032-317 wskazuje, że istnieje on zaledwie od około miliona lat. Co więcej, ma on masę zaledwie 0,4 mas Słońca. Zgodnie z obowiązującymi teoriami, biały karzeł o tak małej masie nie może istnieć. Ewolucja gwiazdy do takiego stanu musiałaby bowiem trwać dłużej, niż istnieje wszechświat.
Dlatego naukowcy sądzą, że brązowy karzeł przyspieszył ewolucję towarzyszącej mu gwiazdy. Hallakoun i jej zespół uważają, że przez pewien czas oba obiekty znajdowały się we wspólnej otoczce gazowej. Pojawiła się ona, gdy gwiazda macierzysta zmieniła się w czerwonego olbrzyma i pochłonęła brązowego karła. Z czasem wspólna otoczka została usunięta, w czym swój udział miał brązowy karzeł, co doprowadziło do szybszego pojawienia się białego karła.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Białe karły to pozostałości po gwiazdach niedużych gwiazdach. Zbudowane są ze zdegenerowanej materii. Ich masa jest porównywalna z masą Słońca, ale wielkością przypominają Ziemię. Zespół naukowy, na czele którego stoją astronomowie z University of Warwick doniósł o odkryciu drugiego białego karła, który jest pulsarem, obracającą się gwiazdą emitującą wiązkę promieniowania elektromagnetycznego. To niezwykłe odkrycie – dotychczas znaliśmy pulsary, którymi były gwiazdy neutronowe – pozwoli na lepsze zrozumienie ewolucji gwiazd.
Pierwszym odkrytym białym karłem pulsarem był AR Scorpii (AR Sco) zauważony przez uczonych z Warwick w 2016 roku. Teraz odkryli drugą gwiazdę tego typu - J191213.72-441045.1. I w jednym i w drugim przypadku białemu karłowi towarzyszy czerwony karzeł, regularnie omiatany przez promieniowanie emitowane przez pulsar. To powoduje, że nowo odkryty system rozjaśnia się i znacznie przygasa w regularnych odstępach.
Po odkryciu Ar Sco uczeni stwierdzili, że przychylają się do hipotezy dynama, mówiącej, że białe karły mają wewnątrz dynama – czyli generatory elektryczne – którym zawdzięczają swoje potężne pola magnetyczne. Do zweryfikowania tej hipotezy potrzebowali drugiego białego karła pulsara i zaczęli jego poszukiwania. Po 7 latach w końcu się udało.
Nowo odkryty pulsar znajduje się w odległości 773 lat świetlnych od Ziemi i obraca się 300-krotnie szybciej od naszej planety. Jego pełny obrót trwa zaledwie 5,3 minuty, a biały karzeł obiega towarzyszącego mu czerwonego karła w ciągu 4,03 godziny.
Pochodzenie pola magnetycznego to otwarte zagadnienie na wielu polach badawczych astronomii. Jest ono szczególnie trudne w dziedzinie badania białych karłów. Pole magnetyczne białego karła może być ponad milion razy potężniejsze niż pole magnetyczne Słońca, a model dynama pozwala wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje. Odkrycie J1912-4410 to kluczowy krok w tym kierunku, mówi doktor Ingrid Pelisoli.
Podczas poszukiwań drugiego białego karła pulsara uczeni wykorzystali dane z różnych źródeł, szukają w nich obiektu o charakterystykach podobnych do AR Sco. Gdy już go znaleźli, zaczęli go badać i potwierdzili, że mają to, czego szukali. Mamy więc potwierdzenie, że istnieje więcej białych karłów pulsarów. Model dynamo przewiduje istnienie takich gwiazd. Zgodnie z nim białe karły pulsary, ze względu na swój zaawansowany wiek, powinny być chłodne. Ich towarzysze powinni być na tyle blisko, by biały karzeł wyciągał z nich materię, co pozwala mu się obracać. Wszystkie te przewidywania się spełniły. Mamy tutaj białego karła o temperaturze niższej niż 13 000 kelwinów, który co pięć minut wykonuje pełny obrót wokół własnej osi i którego oddziaływanie grawitacyjne wywiera duży wpływ na towarzysza, stwierdza Pelisoli.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W jednym z laboratoriów na Imperial College London odtworzono wirujący dysk plazmy, z tych, jakie otaczają czarne dziury i tworzące się gwiazdy. Eksperyment pozwala lepiej modelować procesy, zachodzące w takich dyskach, a naukowcy mają nadzieję, że dzięki temu dowiedzą się, jak rosną czarne dziury i powstają gwiazdy.
Gdy materia zbliża się do czarnej dziury, jest rozgrzewana i staje się plazmą, czwartym stanem materii składającym się z naładowanych jonów i wolnych elektronów. Zaczyna też się obracać, tworząc dysk akrecyjny. W wyniku obrotu powstają siły odśrodkowe odrzucające plazmę na zewnątrz, jednak siły te równoważy grawitacja czarnej dziury.
Naukowcy chcą poznać odpowiedź na pytanie, w jaki sposób czarna dziura rośnie, skoro materia – w formie plazmy – pozostaje na jej orbicie. Najbardziej rozpowszechniona teoria mówi, że niestabilności w polu magnetycznym plazmy prowadzą do pojawienia się tarcia, plazma traci energię i wpada do czarnej dziury.
Dotychczas mechanizm ten badano za pomocą ciekłych wirujących metali. Za ich pomocą sprawdzano, co dzieje się, gdy pojawi się pole magnetyczne. Jednak metale te zamknięte są w rurach, co nie oddaje w pełni swobodnie poruszającej się plazmy.
Doktor Vincente Valenzuela-Villaseca i jego zespół wykorzystali urządzenie Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) do stworzenia wirującego dysku plazmy. Za jego pomocą przyspieszyli osiem strumieni plazmy i doprowadzili do ich zderzenia, w wyniku czego powstała obracająca się kolumna plazmy. Odkryli, że im bliżej środka, tym plazma porusza się szybciej. To ważna cecha dysków akrecyjnych.
MAGPIE generuje krótkie impulsy plazmy, przez co w utworzonym dysku dochodziło tylko do jednego obrotu. Jednak liczbę obrotów będzie można zwiększyć wydłużając czas trwania impulsów plazmy. Przy dłużej istniejących dyskach możliwe będzie też zastosowanie pól magnetycznych i zbadanie ich wpływu na plazmę. Zaczynamy badać dyski akrecyjne w nowy sposób, zarówno za pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń, jak i naszego eksperymentu. Pozwoli nam to przetestować różne teorie i sprawdzić, czy zgadzają się one z obserwacjami, mówi Valenzuela-Villaseca.
Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Physical Review Letters.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Międzynarodowy zespół naukowy pracujący pod kierunkiem uczonych z University of Cambridge wykorzystał dwa teleskopy do bezpośredniego zmierzenia masy białego karła metodą mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Specjaliści obserwowali, jak światło z odległej gwiazdy zagina się wokół karła LAWD 37. Po raz pierwszy udało się zaobserwować takie zjawisko w odniesieniu do izolowanej gwiazdy innej niż Słońce i po raz pierwszy zmierzono w ten sposób masę takiej gwiazdy.
Białe karły powstają z gwiazd podobnych do Słońca po ustaniu w nich reakcji jądrowych. To niezwykle gęste obiekty składające się ze zdegenerowanej materii. LAWD 37 jest przedmiotem intensywnych badań. Znajduje się w odległości zaledwie 15 lat świetlnych od nas i powstał około 1,15 miliarda lat temu. Dzięki temu, że jest on tak blisko, mamy o nim dużo informacji. Brakowało nam pomiarów masy, mówi główny autor badań, doktor Peter McGill. Wraz z kolegami wykorzystał on Teleskopy Gaia i Hubble do przeprowadzenia pomiarów z wykorzystaniem przewidzianego przez Einsteina zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego.
Einstein przewidział je w Ogólnej Teorii Względności stwierdzając, że gdy na tle odległej gwiazdy będzie przechodził masywny niewielkie obiekt, to docierające do nas światło z tej gwiazdy zostanie zagięte w wyniku oddziaływania grawitacyjnego tego obiektu. Efekt ten jako pierwsi potwierdzili w 1919 roku brytyjscy astronomowie, Arthur Eddington i Frank Dyson, podczas zaćmienia Słońca. Einstein sceptycznie odnosił się jednak do możliwości wykrycia go dla gwiazdy spoza Układu Słonecznego. Dopiero w 2017 roku udało się go potwierdzić dla znajdującego się w układzie podwójnym białego karła Stein 2051 b. Teraz po raz pierwszy zaobserwowano go dla pojedynczej gwiazdy spoza Układu Słonecznego.
Zespół McGilla wykorzystał dane z Teleskopu Gaia do dokładnego ustawienia Teleskopu Hubble'a w odpowiednim miejscu i czasie. Pomiarów dokonano w listopadzie 2019 roku. Przez kolejne lata naukowcy zajmowali się wyizolowaniem światła odległej gwiazdy z całego tła. Efekt soczewkowania był bowiem bardzo słaby. Jak mówi McGill, to tak, jakby mierzyć długość widzianego z Ziemi samochodu znajdującego się na Księżycu. Efekt ten był 625 razy mniejszy niż zagięcie obserwowane w 1919 roku podczas zaćmienia. Gdy w końcu udało się wyizolować sygnał z soczewkowania, naukowcy byli w stanie stwierdzić, o ile – w wyniku zagięcia światła – pozornie zmieniła się pozycja gwiazdy w tle. Jako, że ta wielkość jest proporcjonalna do masy białego karła, naukowcy mogli obliczyć, że masa LAWD 37 wynosi 56% masy Słońca. Pomiary potwierdziły obecnie obowiązujące teorie odnośnie ewolucji białych karłów.
« powrót do artykułu -
przez 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
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.