Odkryto olbrzymią gwiazdę, która wybucha i... kryje się we własnym

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Odkryto olbrzymią gwiazdę, która wybucha i... kryje się we
własnym pyle
Polsko-amerykański zespół naukowców, którego liderem jest dr Szymon Kozłowski, adiunkt w Obserwatorium
Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego, ogłosił właśnie na łamach prestiżowego czasopisma
astronomicznego "The Astrophysical Journal" odkrycie unikalnego obiektu. Olbrzymia gwiazda w odległej
galaktyce zakończyła swoje życie w niepozornym, zupełnie nieefektownym wybuchu pogrążając się we własnym
pyle. Ten osobliwy przypadek został odkryty po raz pierwszy, choć prawdopodobnie w młodszym Wszechświecie
występował znacznie powszechniej i właśnie dzięki swej wyjątkowości jest niezwykle ciekawy. Do odkrycia
doszło niejako przypadkiem, przy okazji analizy danych podczerwonego przeglądu galaktyk prowadzonego w
latach 2004-2008 za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzera. Zespół skupiony był na poszukiwaniu aktywnych
jąder galaktyk z bardzo masywnymi czarnymi dziurami, których istnienie manifestuje się emisją ogromnej
energii generowanej w wyniku spadku na nie otaczającej materii. W szczególności astronomowie poszukiwali
obiektów o zmieniającej się temperaturze, które mogłyby dostarczyć dowodów na zróżnicowane opadanie
materii na czarną dziurę. "Astronomowie nie spodziewali się odkrycia gwiazdy supernowej w takich danych" wyjaśnia dr Kozłowski. "Supernowe emitują duże ilości energii jako światło widzialne, a nie w postaci ciepła" dodaje. Znaleziony, gorący obiekt w galaktyce odległej o trzy miliardy lat świetlnych nie pasował do opisu
typowego aktywnego jądra galaktyki. Dodatkowo rozkład energii obiektu uzyskany przy użyciu jednego z
największych teleskopów na Ziemi - 10-cio metrowego teleskopu Keck na Hawajach - znacznie różnił się od
typowego rozkładu energii obserwowanego dla aktywnych galaktyk. Ogromne ilości energii wypływały z obiektu
przez sześć miesięcy. I tak szybko jak wypływ się pojawił, tak nagle zniknął w marcu 2008 roku. Fakt ten
utwierdził astronomów w przekonaniu, że zaobserwowany obiekt jest tzw. gwiazdą supernową. "W ciągu
zaledwie sześciu miesięcy obiekt ten wyemitował więcej energii niż Słońce w całym swoim życiu" - mówi dr
Kozłowski. Nie ulegało wątpliwości, że skoro odkryty obiekt jest rzeczywiście supernową, to przy tak
gigantycznej ilości wyemitowanej energii mamy do czynienia wręcz z "hipernową", czyli niezwykle masywną
supernową. Pozostała do wyjaśnienia zagadkowa temperatura obiektu - zaledwie około 700 stopni Celsjusza,
niewiele więcej niż temperatura na powierzchni Wenus. Naukowcy zastanawiali się, co może pochłaniać tak
ogromne ilości energii i wypromieniowywać je w postaci ciepła? Sprawcą okazał się pył - ogromne jego ilości. Na
podstawie odtworzonego przebiegu wydarzeń astronomowie ustalili zarówno jaka gwiazda wybuchła jako
supernowa oraz jak to możliwe, że pył w dużej mierze przysłonił tę eksplozję. Oszacowali masę umierającej
gwiazdy na około 50 mas Słońca, a więc dostatecznie dużo, aby przed zakończeniem życia gwiazda wyrzuciła w
przestrzeń kosmiczną potężną chmurę pyłu. Ta szczególna gwiazda musiała mieć co najmniej dwie takie erupcje
- jedną 300 lat, a drugą zaledwie cztery lata przed wybuchem supernowej. Pył i gaz z obydwu erupcji został
uwięziony wokół gwiazdy w otaczających ją, powoli rozszerzających się chmurach. Wewnętrzna chmura - ta
sprzed czterech lat - znajduje się znacznie bliżej gwiazdy, niż ta sprzed 300 lat. "Wydaje nam się, że zewnętrzna
chmura musiała być całkowicie nieprzezroczysta, więc pochłonęła całe światło, któremu udało się przedostać
przez wewnętrzną chmurę, a następnie zamieniła je na ciepło" - mówi profesor Christopher Kochanek z
Uniwersytetu Stanowego w Ohio. "Dlatego właśnie supernowa pojawiła się w przeglądzie Spitzera jako gorąca
chmura pyłu". Współautor pracy - profesor Krzysztof Stanek, absolwent astronomii na Uniwersytecie
Warszawskim, a obecnie pracownik Uniwersytetu Stanowego w Ohio, uważa, że tego rodzaju gwiazd było
znacznie więcej gdy Wszechświat był młodszy. "Takie eksplozje zdarzają się częściej w małych galaktykach o
małej metaliczności" - mówi, mając na myśli młode galaktyki, które nie istniały wystarczająco długo, aby
gwiazdy je tworzące miały możliwość zamiany wodoru i helu na cięższe pierwiastki, określane przez astronomów
mianem "metali". Dr Kozłowski przewiduje, że więcej takich supernowych może zostać znalezionych przez
satelitę o nazwie Wide-field Infrared Explorer (WISE) umieszczonym na orbicie przez amerykańską agencję
kosmiczną NASA w grudniu 2009 roku. "Spodziewam się, że WISE znajdzie koło 100 takich supernowych w ciągu
dwóch lat misji. Teraz dokładnie wiemy czego szukać". Z powodu niekorzystnego względnego ustawienia
supernowej, Ziemi i Słońca, nie było możliwe bezpośrednie zaobserwowanie supernowej z naszej planety. Prof.
Kochanek uważa jednak, że mamy kolejną szansę zobaczyć reinkarnację tej supernowej za około dziesięć lat.
Tyle potrzeba, aby wewnętrzna chmura pyłu, poruszająca się teraz znacznie szybciej po zderzeniu z
pozostałościami supernowej, zderzyła się z zewnętrzna chmurą. Powinniśmy wtedy zaobserwować wyraźne
pojaśnienie. Okazuje się jednak, że podobne widowisko szykuje się znacznie bliżej. "Jeśli gwiazda Eta Carinae
wybuchłaby teraz jako supernowa, wyglądałaby dokładnie tak, jak nasza supernowa" - stwierdza profesor
Kochanek, odnosząc się do jednej z najjaśniejszych gwiazd w naszej Galaktyce. Dwie gwiazdy tworzące układ
Eta Carinae, oddalone są od nas o 7500 lat świetlnych i otoczone są chmurą pyłu. Astronomowie uważają, że ta
chmura powstała gdy większa z gwiazd wyrzuciła w przestrzeń kosmiczną duże ilości pyłu około 1840 roku.
Możemy się także spodziewać kolejnych erupcji. Dr Szymon Kozłowski w trakcie realizacji projektu przebywał na
stażu podoktorskim w Uniwersytecie Stanowym Ohio. Obecnie jest adiunktem w Obserwatorium
Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego pracującym w zespole projektu OGLE (The Optical Gravitational
Lensing Experiment). Współautorami publikacji są także profesor Grzegorz Pojmański z Obserwatorium
Astronomicznego UW oraz absolwenci astronomii na UW, doktorzy Dorota Szczygieł, Przemysław Woźniak, Jan
Skowron oraz Bogumił Pilecki pracujący obecnie w Stanach Zjednoczonych lub Chile. PAP - Nauka w Polsce, Jan
Pomierny
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)