wszechświat
dodano: 2015-11-19
Spalone na panewce

ASTRONOMIA

Spalone na panewce

Znikanie gwiazd w pobliskich galaktykach może oznaczać narodziny czarnych dziur

W opowiadaniu o Sherlocku Holmesie Srebrny Płomień słynny detektyw rozwiązuje zagadkę kryminalną dzięki zwróceniu uwagi na coś, co się nie zdarzyło – pies podwórzowy ani razu w nocy nie zaszczekał. Astronomowie odwołują się teraz do podobnej dedukcji przy rozwiązywaniu tajemnicy czarnych dziur, poszukując gwiazd, które nie wybuchły.

Gwiazda o masie wielokrotnie większej od masy Słońca często kończy swój żywot jako supernowa – kosmiczna eksplozja spowodowana kolapsem jej bogatego w ciężkie pierwiastki jądra. Dzięki swojej dużej jasności, supernowe w całym Wszechświecie da się obserwować i badać z Ziemi. Współcześni astronomowie nie byli dotąd świadkami ani jednego takiego zjawiska w naszej Drodze Mlecznej, niemniej udało się im zaobserwować kilkadziesiąt supernowych w pobliskich galaktykach, a także zidentyfikować gwiazdy, z których powstały. Zastanawiające jest jednak to, że żadna z nich nie miała masy większej niż 17 mas Słońca, choć jest całe mnóstwo gwiazd masywniejszych i one również powinny umierać jako supernowe.

Teoretycy podejrzewają, że wyjaśnieniem tego dziwnego faktu mogą być czarne dziury. Kiedy jądro gwiazdowe „czerwonego olbrzyma” ulegnie kolapsowi, zamiast supernowej powstaje czarna dziura, która po prostu wciąga pozostałości gwiazdy. Jeśli zatem z daleka zaobserwujemy zniknięcie istniejącej dotąd gwiazdy, może to oznaczać, że oto właśnie narodziła się nowa czarna dziura. „Określamy to jako »niedoszłe supernowe« – mówi Stan Woosley, astrofizyk z University of California w Santa Cruz, który przeprowadził symulacje tego procesu. – Czerwony olbrzym jest i nagle znika”.

W 2008 roku Chris Kochanek i jego zespół z Ohio State University zaproponowali procedurę wykrywania takich przypadków. W odróżnieniu od przeglądów supernowych polegających na wypatrywaniu silnych rozbłysków światła, Kochanek monitorował około 30 pobliskich galaktyk w poszukiwaniu osobliwych ciemnych obszarów, w których wcześniej widoczna była jakaś gwiazda. Zeszłego roku, na podstawie obserwacji wykonanych w Large Binocular Telescope Observatory w stanie Arizona, Kochanek wraz ze swoimi współpracownikami, Jill Gerke i Krzysztofem Stankiem, poinformowali o odkryciu jednego przekonującego kandydata na niedoszłą supernową – czerwonego olbrzyma w galaktyce NGC 6946, który na krótko rozbłysnął, by następnie zupełnie zniknąć.

Obecnie wiemy już o dwóch przypuszczalnych narodzinach czarnej dziury. W lipcu Thomas Reynolds, Morgan Fraser i Gerard Gilmore, wszyscy trzej z University of Cambridge, na podstawie archiwalnych danych obserwacyjnych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a dotyczących galaktyki NGC 3021, donieśli o zniknięciu kolejnej gwiazdy, nadolbrzyma należącego do gromady gwiezdnej. Wyniki uzyskane przez obydwa zespoły zostały opublikowane jako osobne artykuły w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Z pewnością w obydwu przypadkach istnieją również bardziej prozaiczne wyjaśnienia – być może mamy do czynienia z gwiazdami zmiennymi doznającymi dramatycznych zmian jasności bądź też gwiazdy te zostały przesłonięte przez obłoki pyłu. Badacze planują przeprowadzenie bardziej dogłębnych obserwacji z użyciem teleskopów orbitalnych, by znaleźć więcej dowodów na rzecz hipotezy powstawania czarnych dziur z gwiazd, które osiągnęły kres swojej ewolucji.

Najbardziej pożądanym rezultatem byłoby, gdyby nie zobaczyli niczego. „W odróżnieniu od innych przyczyn zmiany blasku, śmierć gwiazdy ma szczególną cechę – jest nieodwołalna” – mówi Kochanek. Gdybyśmy za jakiś czas gwiazdy te ujrzeli ponownie, twierdzi Frazer, „będzie jasne, że nie doszło ani do ich wybuchu, ani do kolapsu” i poszukiwania niedoszłych supernowych trzeba będzie prowadzić dalej lub je zarzucić.

Lee Billings


źródło zdjęcia: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/star/supernova/2004/41/image/a/results/100/



Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 12/2015 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
03/2017
10/2016 - specjalny
Kalendarium
Marzec
26
W 1791 r. we Francji ogłoszono pierwszą definicję metra.
Warto przeczytać
Odkrycia Svante Pääbo zrewolucjonizowały antropologię i doprowadziły do naniesienia poprawek w naszym drzewie genealogicznym. Stały się fundamentem, na którym jeszcze przez długie lata budować będą inni badacze

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

dodano: 2015-11-19
Spalone na panewce

ASTRONOMIA

Spalone na panewce

Znikanie gwiazd w pobliskich galaktykach może oznaczać narodziny czarnych dziur

W opowiadaniu o Sherlocku Holmesie Srebrny Płomień słynny detektyw rozwiązuje zagadkę kryminalną dzięki zwróceniu uwagi na coś, co się nie zdarzyło – pies podwórzowy ani razu w nocy nie zaszczekał. Astronomowie odwołują się teraz do podobnej dedukcji przy rozwiązywaniu tajemnicy czarnych dziur, poszukując gwiazd, które nie wybuchły.

Gwiazda o masie wielokrotnie większej od masy Słońca często kończy swój żywot jako supernowa – kosmiczna eksplozja spowodowana kolapsem jej bogatego w ciężkie pierwiastki jądra. Dzięki swojej dużej jasności, supernowe w całym Wszechświecie da się obserwować i badać z Ziemi. Współcześni astronomowie nie byli dotąd świadkami ani jednego takiego zjawiska w naszej Drodze Mlecznej, niemniej udało się im zaobserwować kilkadziesiąt supernowych w pobliskich galaktykach, a także zidentyfikować gwiazdy, z których powstały. Zastanawiające jest jednak to, że żadna z nich nie miała masy większej niż 17 mas Słońca, choć jest całe mnóstwo gwiazd masywniejszych i one również powinny umierać jako supernowe.

Teoretycy podejrzewają, że wyjaśnieniem tego dziwnego faktu mogą być czarne dziury. Kiedy jądro gwiazdowe „czerwonego olbrzyma” ulegnie kolapsowi, zamiast supernowej powstaje czarna dziura, która po prostu wciąga pozostałości gwiazdy. Jeśli zatem z daleka zaobserwujemy zniknięcie istniejącej dotąd gwiazdy, może to oznaczać, że oto właśnie narodziła się nowa czarna dziura. „Określamy to jako »niedoszłe supernowe« – mówi Stan Woosley, astrofizyk z University of California w Santa Cruz, który przeprowadził symulacje tego procesu. – Czerwony olbrzym jest i nagle znika”.

W 2008 roku Chris Kochanek i jego zespół z Ohio State University zaproponowali procedurę wykrywania takich przypadków. W odróżnieniu od przeglądów supernowych polegających na wypatrywaniu silnych rozbłysków światła, Kochanek monitorował około 30 pobliskich galaktyk w poszukiwaniu osobliwych ciemnych obszarów, w których wcześniej widoczna była jakaś gwiazda. Zeszłego roku, na podstawie obserwacji wykonanych w Large Binocular Telescope Observatory w stanie Arizona, Kochanek wraz ze swoimi współpracownikami, Jill Gerke i Krzysztofem Stankiem, poinformowali o odkryciu jednego przekonującego kandydata na niedoszłą supernową – czerwonego olbrzyma w galaktyce NGC 6946, który na krótko rozbłysnął, by następnie zupełnie zniknąć.

Obecnie wiemy już o dwóch przypuszczalnych narodzinach czarnej dziury. W lipcu Thomas Reynolds, Morgan Fraser i Gerard Gilmore, wszyscy trzej z University of Cambridge, na podstawie archiwalnych danych obserwacyjnych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a dotyczących galaktyki NGC 3021, donieśli o zniknięciu kolejnej gwiazdy, nadolbrzyma należącego do gromady gwiezdnej. Wyniki uzyskane przez obydwa zespoły zostały opublikowane jako osobne artykuły w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Z pewnością w obydwu przypadkach istnieją również bardziej prozaiczne wyjaśnienia – być może mamy do czynienia z gwiazdami zmiennymi doznającymi dramatycznych zmian jasności bądź też gwiazdy te zostały przesłonięte przez obłoki pyłu. Badacze planują przeprowadzenie bardziej dogłębnych obserwacji z użyciem teleskopów orbitalnych, by znaleźć więcej dowodów na rzecz hipotezy powstawania czarnych dziur z gwiazd, które osiągnęły kres swojej ewolucji.

Najbardziej pożądanym rezultatem byłoby, gdyby nie zobaczyli niczego. „W odróżnieniu od innych przyczyn zmiany blasku, śmierć gwiazdy ma szczególną cechę – jest nieodwołalna” – mówi Kochanek. Gdybyśmy za jakiś czas gwiazdy te ujrzeli ponownie, twierdzi Frazer, „będzie jasne, że nie doszło ani do ich wybuchu, ani do kolapsu” i poszukiwania niedoszłych supernowych trzeba będzie prowadzić dalej lub je zarzucić.

Lee Billings


źródło zdjęcia: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/star/supernova/2004/41/image/a/results/100/