Odkrycie pochodzenia gwiazd pędzących z prędkością dźwięku przez Drogę Mleczną.

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

Białe karły to niezwykle gorące, gęste jądra, mniej więcej wielkości Ziemi, pozostające po wygaśnięciu gwiazdy. Kiedy te białe karły poruszają się w kosmosie z niewiarygodnie dużą prędkością, nazywa się je „białymi karłami naddźwiękowymi”. Przyczyny, dla których osiągają takie prędkości, pozostawały tajemnicą przed przeprowadzeniem najnowszych badań.

Pod kierownictwem dr Hili Glanz z Technionu, międzynarodowy zespół badawczy przeprowadził trójwymiarowe symulacje procesu łączenia się dwóch rzadkich białych karłów – gwiazd zawierających hel, węgiel i tlen (HeCO). Wykorzystując modelowanie hydrodynamiczne, naukowcy symulowali interakcje cząstek subatomowych i ciemnej materii – składnika stanowiącego około 86% masy Wszechświata.

Symulacje te pokazują, że gdy zderzają się dwa białe karły HeCO, dochodzi do serii potężnych eksplozji, w wyniku których mniejsza gwiazda zostaje wyrzucona z prędkością na tyle dużą, że może uciec przed przyciąganiem grawitacyjnym Drogi Mlecznej.

Dokładniej, mały biały karzeł ulega deformacji w miarę zbliżania się do większej gwiazdy, a następnie zderza się z nią, powodując eksplozję zewnętrznej powłoki większej gwiazdy, a następnie eksplozję jądra. Proces ten przekształca głównego białego karła w supernową typu Ia, jednocześnie wyrzucając jądro mniejszej gwiazdy z prędkością przekraczającą 2000 km/s – cztery razy większą niż prędkość potrzebna do ucieczki z Drogi Mlecznej.

Dr Glanz podkreślił: „Po raz pierwszy zademonstrowaliśmy wyraźną ścieżkę, dzięki której pozostałości po połączeniu białych karłów mogą osiągać prędkości naddźwiękowe, o charakterystyce odpowiadającej gorącym, słabym białym karłom obserwowanym w galaktycznych halo”.

Odkrycie to nie tylko pomaga zrozumieć zjawisko „uciekających gwiazd” – gwiazd, które poruszają się na tyle szybko, że są w stanie opuścić galaktykę – ale także rzuca nowe światło na anomalie supernowych 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 przeprowadzaniu dokładniejszych obliczeń dotyczących wszechświata i historii powstawania pierwiastków.

Zjawisko „przesunięcia ku czerwieni” – rozciągnięcia długości fali światła na skutek oddalania się obiektu emitującego światło – jest ważnym narzędziem pomiaru tempa rozszerzania się wszechświata, a supernowe typu Ia stanowią punkt odniesienia w tym zakresie.

Współautor, profesor Hagai Perets, stwierdził: „To odkrycie nie tylko pomaga wyjaśnić pochodzenie gwiazd naddźwiękowych, ale także otwiera drogę do obserwacji nieznanych dotąd rodzajów wybuchów supernowych”.

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

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

Komentarz (0)