Odkryto pochodzenie gwiazd naddźwiękowych w Drodze Mlecznej

Instytut Technologii Technion (Izrael) właśnie ogłosił odkrycie pochodzenia jednych z najszybszych gwiazd, jakie kiedykolwiek zaobserwowano – naddźwiękowych białych karłów, z których niektóre znajdują się nawet w naszej galaktyce, Drodze Mlecznej.

Białe karły to niezwykle gorące i gęste jądra, mniej więcej wielkości Ziemi, które pozostają po śmierci gwiazdy. Kiedy te białe karły poruszają się w przestrzeni kosmicznej z ekstremalnie dużą prędkością, nazywa się je „białymi karłami hipersonicznymi”. Przyczyna ich osiągania takich prędkości pozostawała tajemnicą przed rozpoczęciem tych najnowszych badań.

Międzynarodowy zespół kierowany przez dr Hilę Glanz z Technionu przeprowadził trójwymiarowe symulacje połączenia dwóch rzadkich białych karłów – zawierających hel, węgiel i tlen (HeCO2). Wykorzystując modele hydrodynamiczne, naukowcy symulowali interakcje cząstek subatomowych i ciemnej materii – składnika stanowiącego około 86% masy Wszechświata.

Symulacje te pokazują, że gdy dwa białe karły HeCO zderzają się, następuje potężna eksplozja, w wyniku której mniejsza gwiazda zostaje wyrzucona z prędkością wystarczająco dużą, aby uniknąć przyciągania grawitacyjnego Drogi Mlecznej.

Dokładniej, mały biały karzeł ulega deformacji, zbliżając się do większej gwiazdy, a następnie zderza się z nią i eksploduje zewnętrzna powłoka większej gwiazdy, po czym następuje eksplozja w jej jądrze. Proces ten przekształca głównego białego karła w supernową typu Ia, jednocześnie wyrzucając jądro gwiazdy wtórnej z prędkością ponad 2000 km/s – cztery razy szybciej niż prędkość potrzebna do ucieczki z Drogi Mlecznej.

„Po raz pierwszy wykazaliśmy jasną ścieżkę, dzięki której pozostałości po połączeniu białych karłów mogą osiągnąć prędkość hipersoniczną, o charakterystyce odpowiadającej gorącym, słabym białym karłom obserwowanym w galaktycznym halo” – podkreślił dr Glanz.

Odkrycie to nie tylko pomaga rozszyfrować zjawisko „uciekających gwiazd” – gwiazd na tyle szybkich, że są w stanie opuścić galaktykę, ale także otwiera nowe perspektywy na nietypowe supernowe typu Ia, których jasność jest niższa od standardowej.

Ponieważ supernowe typu Ia służą jako „kosmiczne latarnie morskie” do pomiaru odległości i tempa ekspansji wszechświata, lepsze zrozumienie zmienności tego zjawiska pomoże naukowcom w dokładniejszym obliczeniu informacji o wszechświecie i historii formowania się pierwiastków.

Zjawisko „przesunięcia ku czerwieni” – czyli rozciągnięcia długości fali światła, ponieważ obiekt emitujący światło oddala się – stanowi ważne narzędzie pomiaru tempa rozszerzania się wszechświata, a supernowe typu Ia są standardowym narzędziem pomiarowym do tego celu.

Współautor, profesor Hagai Perets, powiedział: „To odkrycie nie tylko pomaga wyjaśnić pochodzenie gwiazd naddźwiękowych, ale także otwiera drogę do obserwacji dotychczas nieznanych typów eksplozji gwiezdnych”.

W przeciwieństwie do poprzednich badań, które wykorzystywały wyłącznie symulacje 2D, po raz pierwszy zastosowano model 3D do śledzenia całego procesu łączenia się i wyrzucania gwiazd. Pozwala to zespołowi dokładniej opisać proces powstawania naddźwiękowych białych karłów, zwłaszcza znanych gwiazd, takich jak J0546 i J0927 – charakteryzujących się nietypowymi temperaturami, jasnością i prędkościami.

Dr Glanz twierdzi, że badania te nie tylko rozwiązują zagadkę „uciekających” gwiazd, ale także otwierają nowy kanał powstawania słabych i niezwykłych supernowych typu Ia.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym Nature Astronomy./.

(TTXVN/Wietnam+)

Source: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-nguon-goc-nhung-ngoi-sao-lao-voi-toc-do-sieu-thanh-trong-dai-ngan-ha-post1059911.vnp