Zespół astronomów z pomocą Bardzo Dużego Teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego (VLT ESO) zaobserwował nowy rodzaj gwiezdnej eksplozji – mikronową. Wybuchy te mają miejsce na powierzchni niektórych gwiazd i każda z nich może przepalić około 3,5 miliarda Wielkich Piramid w Gizie z materii gwiezdnej w ciągu zaledwie kilku godzin.
„Po raz pierwszy odkryliśmy i zidentyfikowaliśmy to, co nazywamy mikronową” – wyjaśnia Simone Scaringi, astronom z Uniwersytetu Durham w Wielkiej Brytanii, która kierowała badaniami nad tymi eksplozjami opublikowanymi dzisiaj w Nature. „Zjawisko to kwestionuje nasze zrozumienie, w jaki sposób zachodzą wybuchy termojądrowe w gwiazdach. Myśleliśmy, że o tym wiemy, ale to odkrycie proponuje zupełnie nowy sposób ich osiągnięcia” – dodaje.
Mikronowe są niezwykle potężnymi zdarzeniami, ale są niewielkie w skali astronomicznej; są znacznie mniej energetyczne niż gwiezdne eksplozje znane jako nowe, o których astronomowie wiedzą od wieków. Oba typy wybuchów mają miejsce na białych karłach, martwych gwiazdach o masie zbliżonej do masy Słońca, ale tak małej jak Ziemia.
Biały karzeł w układzie dwugwiazdkowym może ukraść materię, głównie wodór, ze swojej gwiazdy towarzyszącej, jeśli są one wystarczająco blisko siebie. Gdy gaz ten spada na bardzo gorącą powierzchnię białego karła, powoduje wybuchowe połączenie atomów wodoru w hel. W przypadku nowych wybuchy termojądrowe występują na całej powierzchni gwiazdy. „Takie detonacje powodują, że cała powierzchnia białego karła płonie i świeci jasno przez kilka tygodni” – wyjaśnia współautorka Nathalie Degenaar, astronom z Uniwersytetu w Amsterdamie w Holandii.
Mikronowe to podobne eksplozje, które mają mniejszą skalę i są szybsze, trwające zaledwie kilka godzin. Występują na niektórych białych karłach o silnych polach magnetycznych, które kierują materię w kierunku biegunów magnetycznych gwiazdy. „Po raz pierwszy zauważyliśmy, że fuzja wodoru może również zachodzić lokalnie. Paliwo wodorowe może znajdować się u podstawy biegunów magnetycznych niektórych białych karłów, więc fuzja zachodzi tylko na tych biegunach magnetycznych” mówi Paul Groot, astronom z Uniwersytetu Radboud w Holandii i współautor badania.
„To prowadzi do wybuchu bomb mikrosyntetycznych, które mają około jedną milionową siłę eksplozji nowej, stąd nazwa mikronowa” – kontynuuje Groot. Chociaż „mikro” może sugerować, że te wydarzenia są niewielkie, nie mylcie się: tylko jeden z tych wybuchów może przepalić około 20 000 000 bilionów kg, czyli około 3,5 miliarda wielkich piramid w Gizie, materiału.*
Te nowe mikronowe kwestionują zrozumienie przez astronomów gwiezdnych eksplozji i mogą być liczniejsze niż wcześniej sądzono. „To tylko pokazuje, jak dynamiczny jest Wszechświat. Zdarzenia te mogą w rzeczywistości być dość powszechne, ale ponieważ są tak szybkie, trudno jest je uchwycić w akcji” – wyjaśnia Scaringi.
Zespół po raz pierwszy natknął się na te tajemnicze mikro-eksplozje podczas analizy danych z satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) NASA. „Przeglądając dane astronomiczne zebrane przez NASA TESS, odkryliśmy coś niezwykłego: jasny błysk światła optycznego trwający kilka godzin. Podczas dalszych poszukiwań znaleźliśmy kilka podobnych sygnałów” – mówi Degenaar.
Zespół zaobserwował trzy mikronowe za pomocą TESS: dwie pochodziły od znanych białych karłów, ale trzecia wymagała dalszych obserwacji za pomocą instrumentu X-shooter na VLT ESO, aby potwierdzić jego status białego karła.
„Z pomocą Bardzo Dużego Teleskopu ESO odkryliśmy, że wszystkie te błyski optyczne zostały wytworzone przez białe karły” – mówi Degenaar. „Ta obserwacja była kluczowa w interpretacji naszego wyniku i odkryciu mikronowych” – dodaje Scaringi.
Odkrycie mikronowych poszerza repertuar znanych eksplozji gwiezdnych. Zespół chce teraz uchwycić więcej tych nieuchwytnych wydarzeń, wymagających badań na dużą skalę i szybkich pomiarów kontrolnych. „Szybka reakcja teleskopów, takich jak VLT lub Teleskop Nowych Technologii ESO oraz zestaw dostępnych instrumentów, pozwolą nam bardziej szczegółowo odkryć, czym są te tajemnicze mikronowe” – podsumowuje Scaringi.
Notatka:
*Używamy bilionów, aby oznaczać milion milionów (1 000 000 000 000 lub 1012), a miliard oznaczać tysiąc milionów (1 000 000 000 lub 109). Waga Wielkiej Piramidy w Gizie w Kairze w Egipcie (znanej również jako Piramida Chufu lub Piramida Cheopsa) wynosi około 5 900 000 000 kg.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez ŻE. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.