RAPORT

Imigranci na granicy z Białorusią

Zderzenie gwiazd V838 Mon. Jasność wzrosła tysiąckrotnie w kilka tygodni

Astronomowie użyli do tego badania sieci radioteleskopów ALMA (fot. NASA/Getty Images)
Astronomowie użyli do tego badania sieci radioteleskopów ALMA (fot. NASA/Getty Images)

Miejsce kosmicznej katastrofy – słynnego zderzenia gwiazd znanego jako V838 Mon, które zaszło w 2002 roku – przeanalizowali naukowcy z zespołu kierowanego przez badaczy z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN (CAMK PAN). Użyli do tego celu sieci radioteleskopów ALMA.

Astronomowie wyśledzili czarną dziurę w gromadzie gwiazd poza naszą galaktyką

Naukowcom udało się wykryć niewielką czarną dziurę w gromadzie gwiazd w jednej z galaktyk poza Drogą Mleczną. Do badań użyto teleskopu VLT...

zobacz więcej

W 2002 roku dostrzeżono wybuch gwiazdy znanej jako V838 Monocerotis (w skrócie: V838 Mon). Obiekt ten stał się szybko astronomiczną sensacją. Jego jasność wzrosła tysiąckrotnie w kilka tygodni, udało się także zaobserwować tzw. efekt echa świetlnego (w wyniku rozproszenia światła z rozbłysku na ziarnach pyłu międzygwiezdnego). Zdjęcia tego efektu wykonane przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble'a są jedną z ikon współczesnej astrofotografii. W szczytowym momencie wybuchu V838 była jedną z najjaśniejszych gwiazd w całej Lokalnej Grupie Galaktyk, do której należy Droga Mleczna.

Czerwone nowe


Przez kilka lat trwała debata nad wyjaśnieniem tego kosmicznego kataklizmu, bowiem jego przebieg nie pasował do znanych wcześniej kosmicznych eksplozji. Prof. Romuald Tylenda z toruńskiego oddziału CAMK PAN, wraz ze współpracownikami, zaproponował wyjaśnienie, iż doszło do zderzenia i koalescencji (zlania się w jeden obiekt) dwóch gwiazd. Obecnie ta hipoteza jest powszechnie akceptowana, a obiekty tego typu nazywa się czerwonymi nowymi.

Zobacz także: Dziesiątki wstrząsów czasoprzestrzeni. Obserwacja rzuca światło na śmierć gwiazd

– Dzięki przypadkowi V838 Monocerotis i podobnych obiektów wiemy, że złączenia (merdżery, ang. mergers) normalnych gwiazd rzeczywiście zachodzą w naszej i innych galaktykach, czyli ogólnie w kosmosie. I to zachodzą o wiele częściej niż merdżery czarnych dziur czy gwiazd neutronowych – wskazuje prof. Tylenda.

Kula ognia zaskoczyła mieszkańców [WIDEO]

Kula ognia przeleciała nad miastem Cary we wschodniej części USA. Błysk na niebie zarejestrował jeden z mieszkańców, który akurat chciał obserwować...

zobacz więcej

Obecnie zespół naukowców, którym kieruje dr hab. Tomasz Kamiński (CAMK PAN), przeanalizował stan miejsca wybuchu V838 po kilkunastu latach. Wykorzystano do tego wielką sieć radioteleskopów ALMA pracującą na płaskowyżu Chajnantor w Chile i obsługiwaną przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Mapy uzyskane dzięki interferometrowi ALMA pokazują dwie gwiazdy otoczone pyłem. Jedna z nich to pozostałość po samym zderzeniu, a druga to odległy towarzysz gwiazdowy, o którego istnieniu wiedziano od dawna, ale nie była znana jego dokładna lokalizacja. Z obserwacji ALMA wynika, że towarzysz znajduje się 250 jednostek astronomicznych od pozostałości po V838 Mon (czyli 250 razy dalej niż Ziemia od Słońca).

Udział układu podwójnego


Oznacza to, że do zderzenia dwóch gwiazd doszło tak naprawdę w układzie potrójnym. Według ustaleń astronomów, w kolizji wzięły udział składniki wewnętrznego układu podwójnego, mające masy 8,0 oraz 0,4 masy Słońca. Z kolei oddalony towarzysz ma masę 8,0 masy Słońca i jest gorącą gwiazdą.

Czworo astronautów poleciało na ISS. Padła kolejna bariera

Czworo astronautów opuściło Ziemię w kierunku Międzynarodowej Stacji Kosmicznej na pokładzie kapsuły Crew Dragon firmy SpaceX Elona Muska,...

zobacz więcej

Dane z teleskopu ALMA pokazują również rozkład gazu molekularnego rozproszonego w trakcie erupcji z 2002 roku. Szczegóły widać dzięki emisji od molekuł CO, SiO, SO, SO2, oraz AlOH. Materia, która została wyrzucona w trakcie kolizji gwiazd, porusza się z prędkościami około 200 km/s (720 tys. km/h) lub nawet większymi. Z wcześniejszych obserwacji wiadomo, że część tej materii dotarła w okolice gorącego towarzysza już w 2005 roku. Materia ta jest na tyle bogata w pył, że zupełnie zasłoniła światło widzialne emitowane przez towarzysza, więc jego obserwacje nie były możliwe w zakresie optycznym przez 14 lat. Na szczęście ALMA potrafi „widzieć” gwiazdy nawet poprzez gęste obłoki pyłu, a nawet – paradoksalnie – to dzięki obecności pyłu widać teraz tę gwiazdę na mapach z ALMA.

W 2019 roku wyrzucona wcześniej materia dotarła już daleko poza orbitę towarzysza i utworzyła sferycznie symetryczną mgławicę wokół V838 Mon. Jeśli jednak przyjrzeć się bliżej molekułom ujętym obserwacjami ALMA, to widać, że niektóre z nich obecne są tylko w okolicy towarzysza, a inne właśnie tam zanikają. Jest to efekt zmiany składu chemicznego gazu, głównie na skutek fal uderzeniowych wywołanych oddziaływaniem grawitacyjnym gwiazdy na przepływającą wokół niej materię. Efekt ten jest znany z badań astrochemicznych, ale nigdy jeszcze nie był obserwowany tak bezpośrednio.

Czym różnią się czerwone nowe od innych rodzajów kosmicznych eksplozji? Jak tłumaczy dr hab. Tomasz Kamiński, energia wybuchu czerwonych nowych, czyli energia związana ze znacznym pojaśnieniem obiektu i wyrzutem materii, bierze się głównie z energii grawitacyjnej układu gwiazd. Odróżnia to czerwone nowe, czy ogólniej, zjawiska merdżerów, od wielu innych typów gwiezdnych wybuchów, takich jak nowe klasyczne czy supernowe, w przypadku których energia wybuchu pochodzi głównie z reakcji termojądrowych, które z kolei wymagają bardzo wysokich temperatur. Czerwone nowe nie wymagają tak wysokich temperatur i między innymi dlatego są bogate w pył i molekuły.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna przeprowadzi manewr, by uniknąć kolizji z odpadem

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) w środę przeprowadzi manewr, by uniknąć zderzenia ze starym, niefunkcjonującym chińskim satelitą – podała...

zobacz więcej

Zaledwie dwie dekady temu wydawało się, że obserwacje zderzeń gwiazd są niemożliwe. Dziś znamy już kilkanaście tego rodzaju obiektów, zarówno w naszej, jak i sąsiednich galaktykach, nie tylko badamy gwiezdne kolizje czerwonych nowych, ale dzięki zastosowaniu technik interferometrii milimetrowej możemy dostrzec szczegóły w obiektach krótko po katastrofalnym akcie gwiezdnego kanibalizmu.

– Spodziewamy się obserwować dużo więcej takich obiektów wraz z nową generacją obserwatoriów takich jak Vera C. Rubin Observatory – ma nadzieję prof. Tylenda.

Czy już wiadomo jak powstały gwiazdy?


– Obiekty takie jak V838 Mon dają nam wgląd w najbardziej ekstremalną formę oddziaływań między gwiazdami, w tym tak zwaną fazę wspólnej otoczki (ang. common envelope). (...) Mamy nadzieję, że badając szczegółowo V838 Mon i podobne przypadki zderzeń dowiemy się, kiedy i dlaczego dochodzi do kolizji. Ważne jest też dowiedzieć się, jakiego rodzaju gwiazdy powstają na skutek takich zderzeń, bo podejrzewa się, że wiele znanych nam gwiazd powstało w ten sposób, np. Betelgeza, czy gwiazda która wybuchła jako Supernowa 1987A – dodaje dr hab. Tomasz Kamiński.

Twoje INFO - kontakt z TVP INFO
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Astronomy & Astrophysics”. W zespole badawczym z polskich ośrodków znajdowali się: Tomasz Kamiński (CAMK PAN, Toruń), Romuald Tylenda (CAMK PAN, Toruń), Aleksandra Kiljan (Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego), Mirosław Schmidt (CAMK PAN, Toruń), Krzysztof Lisiecki (Instytut Astronomii UMK, Toruń), Adam Frankowski (CAMK PAN, Toruń) oraz badacze z USA, Indii i Niemiec.

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:

Zobacz więcej