• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Gigantyczne supernowe stawiają nowe pytania przed astronomami

    18.03.2010. 17:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Międzynarodowy zespół naukowców dokonał przełomowego odkrycia w badaniach astronomicznych. Masa konkretnego typu supernowej przekracza wartość uznawaną dotąd za graniczną. Odkrycia, które zostaną niedługo opublikowane na łamach czasopisma The Astrophysical Journal, mogą zmienić sposób, w jaki kosmologowie mierzą rozszerzanie się wszechświata oraz pomóc w stworzeniu nowego modelu strukturalnego, aby lepiej poznać supernowe. Badania zostały dofinansowane w części z grantu Marie Curie z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Supernowe to eksplozje gwiazd wywołujące wybuch promieniowania i światła w całej galaktyce, które mogą utrzymywać się przez kilka tygodni lub miesięcy zanim znikną. Supernowe typu 1a są zwykle wykorzystywane jako kosmiczna linijka do pomiaru odległości od ich macierzystych galaktyk. Kosmologowie wykorzystują je również do poznawania procesu rozszerzania się wszechświata w przeszłości i prawdopodobnego jego przebiegu w przyszłości, jak również do badania istoty ciemnej energii.

    Supernowe typu 1a, zwane białymi karłami, powstają w wyniku wybuchu martwych rdzeni gwiazd. Naukowcy sądzili początkowo, że białe karły nie są w stanie przekroczyć granicy Chandrasekhara, masy krytycznej równej około 1,4 masy Słońca przed wybuchem jako supernowa. Granica Chandrasekhara to podstawowe narzędzie kosmologów do pomiaru odległości do supernowych.

    Jednak od 2003 r. zaobserwowano już cztery szczególnie jasne supernowe. Z powodu swojego wyglądu supernowe nazwane " super-Chandrasekhara" wywołały przypuszczenia o przekroczeniu granicy Chandrasekhara.

    Aby je zbadać zespół amerykańskich i francuskich fizyków o nazwie Nearby Supernova Factory, pracujący pod kierunkiem Uniwersytetu Yale, zmierzył masę białego karła odpowiedzialnego za jedną ze szczególnie jasnych supernowych (nazwaną SN 2007if).

    Teleskopy w Chile oraz w amerykańskich stanach Hawaje i Kalifornia potwierdziły, że SN 2007if miał masę o 2,1 razy większą od Słońca, co oznacza, że przekroczył granicę Chandrasekhara. Odkryto, że gwiazda miała również masę centralną, powłokę materii wyrzuconą w czasie eksplozji oraz otoczkę z masy wcześniej istniejącej materii.

    Praca zespołu, która polega na zmierzeniu poszczególnych mas całego systemu gwiazdy, pomoże kosmologom lepiej poznać sposób powstawania super supernowych. "Nie wiele tak naprawdę wiemy na temat gwiazd, z których powstają te supernowe" - mówi kierownik zespołu profesor Richard Scalzo z Uniwersytetu Yale. "Chcemy zgromadzić więcej informacji na temat tego, jakimi były gwiazdami oraz w jaki sposób powstały i ewoluowały w czasie."

    Profesor Scalzo jest przekonany, że SN 2007if powstała raczej z połączenia dwóch białych karłów niż eksplozji pojedynczego karła. Naukowcy zamierzają teraz zbadać inne supernowe super-Chandrasekhara, aby spróbować ustalić, czy one również powstały z więcej niż jednego białego karła.

    Kosmologowie badają obecnie, w jaki sposób gwiazdy o masie przekraczającej granicę Chandrasekhara mogą istnieć bez zapadania się pod własnym ciężarem. W przypadku odkrycia, że te ogromne supernowe rządzą się innymi prawami fizyki, może być ono przełomowe dla badań kosmologicznych w przyszłości.

    "Supernowe służą za podstawę twierdzeń na temat losu wszechświata i naszej teorii grawitacji" - mówi profesor Scalzo. "Zmiana pojmowania supernowych może wywrzeć znaczny wpływ na nasze teorie i przewidywania."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Lista supernowych zawierająca wszystkie obiekty zakwalifikowane jako supernowe. Lista jest uzupełniana w kolejności potwierdzonych supernowych zaobserwowanych w danym roku kalendarzowym. Supernowe otrzymują swoje nazwy według zasady SN (supernowa), rok obserwacji, kolejne litery alfabetu zgodnie z kolejnością na liście. Pierwsze 26 supernowych w danym roku otrzymuje nazwy zapisywane z wielkimi literami (A, B, C do Z), następne supernowe zapisywane są już dwiema małymi literami (aa, ab, ac ... az, ba, bb, bc ... bz itd.) Gwiazda neutronowa – gwiazda zdegenerowana powstała w wyniku ewolucji gwiazd o dużych masach (~ 8–10 mas Słońca). Powstają podczas wybuchu supernowej (supernowe typu II lub Ib) lub kolapsu białego karła (supernowa typu Ia) w układach podwójnych. Materia składająca się na gwiazdy neutronowe jest niezwykle gęsta, przy średnicy 10–15 km gwiazdy tego typu mają masę od 1,4 do 2,5 mas Słońca. Łyżeczka materii neutronowej ma masę ok. 6 miliardów ton . Fałszywa supernowa (ang. supernova impostor) – kosmiczna eksplozja pozornie wyglądająca jak supernowa, ale w odróżnieniu od prawdziwiej supernowej, niekończąca się rozerwaniem gwiazdy, w której została zainicjowana. Fałszywe supernowe są w rzeczywistości bardzo gwałtownymi nowymi lub wybuchami gwiazd zmiennych, pozornie jedynie przypominającymi supernowe.

    Supernowa – w astronomii termin określający kilka rodzajów kosmicznych eksplozji, które powodują powstanie na niebie niezwykle jasnego obiektu, który już po kilku tygodniach bądź miesiącach staje się niemal niewidoczny. Istnieją dwie możliwe drogi prowadzące do takiego wybuchu: w jądrze masywnej gwiazdy przestały zachodzić reakcje termojądrowe i pozbawiona ciśnienia promieniowania gwiazda zaczyna zapadać się pod własnym ciężarem, lub też biały karzeł tak długo pobierał masę z sąsiedniej gwiazdy, aż przekroczył masę Chandrasekhara, co spowodowało eksplozję termojądrową. W obydwu przypadkach, następująca eksplozja supernowej z ogromną siłą wyrzuca w przestrzeń większość lub całą materię gwiazdy. Utworzona w ten sposób mgławica jest bardzo nietrwała i ulega całkowitemu zniszczeniu już po okresie kilkudziesięciu tysięcy lat, znikając zupełnie bez śladu. Z tego powodu w Drodze Mlecznej znamy obecnie zaledwie 265 pozostałości po supernowych, choć szacunkowa liczba tego rodzaju wybuchów w ciągu ostatnich kilku miliardów lat jest rzędu wielu milionów. Granica Chandrasekhara (od nazwiska indyjskiego astrofizyka Subramanyana Chandrasekhara) – maksymalna masa białego karła równa około 3·10 kg, czyli 1,44 masy Słońca

    Pair-instability supernova ("supernowa [powstająca z powodu] niestabilności [kreacji] par") – odmiana supernowej powstająca w wyniku zachwiania równowagi kreacji par w jądrze masywnej gwiazdy. W odróżnieniu od klasycznych supernowych, w wyniku których powstaje pozostałość po supernowej zawierająca w centrum czarną dziurę albo gwiazdę neutronową, gwiazda rozerwana wybuchem typu pair instability całkowicie rozrzuca swoją materię, nie pozostawiając po sobie nic poza mgławicą. Aby mogło dojść do wybuchu tego typu, masa gwiazdy musi wynosić pomiędzy 130 a 250M☉, a także gwiazda musi mieć niską metaliczność (np. gwiazda III populacji). Dobrymi kandydatami na supernowe pair instability są zauważone w latach 2006 i 2007 - odpowiednio SN 2006gy i SN 2007bi. Planeta helowa – hipotetyczny typ planety gazowej mogący powstać w wyniku znacznej utraty masy przez białego karła. Tego typu planeta może powstać w układzie podwójnym typu AM Canum Venaticorum składającym się z dwóch białych karłów otoczonych dyskiem akrecyjnym składającym się z materii z mniejszego białego karła, ściąganego na powierzchnię jego większego towarzysza. Po utracie większości materii przez mniejszego białego karła jego masa może zblizyć się do masy obiektu planetarnego.

    Supernowa typu Iax – słabsza odmiana supernowej typu Ia. Supernowe typu Iax są spektroskopowo bardzo podobne do typu Ia, ale mają inną krzywą blasku i są znacznie słabsze (energia wyzwolona w ich wybuchu jest dziesięć do stu razy mniejsza), z tego powodu nazywane są „mini-supernowymi”. Pierwszą supernową zaklasyfikowaną jako typ Iax została SN 2002cx, która wcześniej była uważana za najbardziej niezwykłą i nietypową supernową typu Ia. Hydrogen-poor super-luminous supernova (superjasna supernowa o niskiej zawartości wodoru) – typ supernowej o bardzo niebieskiej barwie, temperaturze pomiędzy 10000 a 20000 K, niskiej zawartości wodoru, szybko rozprzestrzeniającej się (ok. 10 tys. km na sekundę), około dziesięciokrotnie większej jasności niż typowe supernowe typu Ia i o bardzo długim, powolnym okresie gaśnięcia po wybuchu, sięgającym 50 dni.

    Czerwony karzeł – gwiazda ciągu głównego późnego typu widmowego (K, M, rzadko L). Gwiazdy te mają masy, rozmiary i jasność niższe niż Słońce, a temperatury ich powierzchni są niższe niż 4000 K. Czerwone karły stanowią najliczniejszy typ gwiazd we Wszechświecie, jednak z powodu ich małej jasności nie są widzialne gołym okiem. W Drodze Mlecznej około 80% gwiazd jest czerwonymi karłami, w galaktykach eliptycznych ich liczba w stosunku do jaśniejszych gwiazd jest nawet 20 razy większa. Z powodu wolnego tempa syntezy wodoru, świecą one długo i ewoluują powoli; szacowany czas życia czerwonych karłów sięga 10 bilionów lat.

    Nowa klasyczna (ang. classical nova) – gwiazda wybuchowa, w rzeczywistości ciasny układ podwójny złożony z białego karła i gwiazdy ciągu głównego lub nieco odewoluowanej gwiazdy. Mechanizm wybuchu to eksplozja termojądrowa na powierzchni białego karła. Z definicji, w nowych klasycznych wybuch zaobserwowano tylko raz. Układy, w których zaobserwowano rozbłysk kilkukrotnie ze względów historycznych należą do odrębnej klasy gwiazd typu nowa powrotna, a te, których wybuchu jeszcze nie zaobserwowano, należą do klasy gwiazd typu zmienna nowopodobna.

    Dodano: 18.03.2010. 17:12  


    Najnowsze