How Betelgeuse Will Explode | How the Universe Works
Spisu treści:
Spektakularna eksplozja supernowej, ponad miliard razy jaśniejsza od naszego Słońca, oznaczała narodziny gwiazdy neutronowej krążącej wokół jej gorącej i gęstej towarzyszki. Te dwa gęste szczątki są teraz przeznaczone do spirali do siebie w ciągu około miliarda lat, ostatecznie łącząc się i dając niektóre z najcięższych znanych elementów we wszechświecie.
Eksplozja nastąpiła w galaktyce podobnej do naszej Drogi Mlecznej, oddalonej o prawie 920 milionów lat świetlnych. Mały teleskop w obserwatorium Palomar w Kalifornii wykrył pierwsze fotony z supernowej - o nazwie „iPTF 14gqr” - zaledwie kilka godzin po wybuchu, kiedy był ponad 10 razy cieplejszy niż powierzchnia naszego słońca. W miarę jak jasność supernowej ewoluowała w ciągu następnych dwóch tygodni, międzynarodowy zespół astronomów wykorzystał dane do prześledzenia pochodzenia eksplozji do masywnej gwiazdy o promieniu 500 razy większym niż Słońce.
Ale to nie tylko olbrzymi rozmiar gwiazdy uczynił to odkrycie szczególnie godnym uwagi. Niezwykłe było to, że gwiazda wydawała się być najlżejszą ze wszystkich eksplodujących gigantycznych gwiazd. Ta masywna gwiazda została okradziona z niemal całej masy, być może przez gęstego orbitującego partnera. Kiedy eksplodował, pozostawił nowonarodzoną gwiazdę neutronową, która nadal krążyła wokół jej towarzysza.
Zrozumienie formowania się układów podwójnych gwiazd, w których dwie bardzo gęste gwiazdy krążą wokół siebie, zawsze było zagadką. Te przelotne supernowe, które dostarczają tych gęstych układów podwójnych gwiazd, są zarówno rzadkie, jak i trudne do znalezienia, ponieważ szybko pojawiają się i znikają na niebie - około pięć razy szybciej niż typowa supernowa.
Ta pierwsza obserwacja supernowej „ultra-stripped”, którą ja i moi koledzy szczegółowo opisaliśmy w nowym badaniu, nie tylko zapewnia wgląd w powstawanie tych systemów, ale także ujawnia ostatnie etapy życia tych wyjątkowych masywnych gwiazd, które zostały ograbili całą ich masę, zanim umrą.
Rozwiązywanie długiej tajemnicy
Gwiazdy urodzone z ponad ośmiokrotną masą Słońca szybko wyczerpują paliwo i ulegają grawitacji pod koniec życia - zapadają się i wybuchają w supernowej. Gdy tak się stanie, wszystkie zewnętrzne warstwy gwiazdy - kilka razy większa od masy Słońca - są rozproszone.
Kiedy zacząłem pracować z moim doradcą, Mansim Kasliwalem, jako nowy student, postanowiłem studiować supernowe, które szybko bledną w jasności. Wydobywszy bazę danych odkrytych przez iPTF, natknąłem się na iPTF 14gqr, szybko zanikającą supernową, która została odkryta ponad rok wcześniej, ale której prawdziwa fizyczna natura pozostała tajemnicza.
Dane były zagadkowe, ponieważ nasze wstępne modele sugerowały, że supernowa była spowodowana śmiercią olbrzymiej masywnej gwiazdy, ale sama eksplozja była dość nikła. Wyrzuciła tylko jedną piątą masy Słońca, a jej energia stanowiła tylko jedną dziesiątą typowej supernowej. Gdzie była cała brakująca materia i energia?
Wskazówki wskazywały, że eksplodująca gwiazda musiała zostać pozbawiona niemal całej swojej pierwotnej masy przed wybuchem. Ale co mogło ukraść tyle materii z tej gigantycznej gwiazdy? Być może niewidzialny binarny towarzysz?
Zacząłem czytać o rzadkich scenariuszach gwiazd binarnych, kiedy po raz pierwszy natknąłem się na ideę „supernowych supernowych”.
Ultra-Striped Supernovae
Kiedy masywna gwiazda ma gęstą i bliską binarną gwiazdę towarzyszącą, intensywne przyciąganie grawitacyjne towarzysza może obrabować jego niczego nie podejrzewającego sąsiada prawie całej jego masy, zanim eksploduje - stąd termin „ultra-obnażony”.
Ultra-pozbawiona supernowa zostawia za sobą gwiazdę neutronową, gwałtownie wirujące gęste gwiezdne zwłoki zawierające nieco więcej niż masa słońca wtłoczonego w region wielkości centrum Los Angeles. Ta gwiazda neutronowa jest uwięziona na ciasnej orbicie wokół jej towarzysza. Towarzyszem jest prawdopodobnie inna gwiazda neutronowa, a nawet biały karzeł lub czarna dziura, która została utworzona z masywnej gwiazdy, która zmarła kilka milionów lat przed jej towarzyszem.
Takie układy binarne są ważną dziedziną badań astrofizycznych od kilku dziesięcioleci. Bezpośrednio obserwowaliśmy wiele takich systemów w naszej galaktyce za pomocą teleskopów optycznych i radiowych. Pierwsze pośrednie wykrywanie fal grawitacyjnych pochodziło z obserwacji układu podwójnej gwiazdy neutronowej. Niedawno pierwsze połączenie podwójnego układu gwiazd neutronowych wykryto zarówno w zaawansowanym LIGO, jak iw falach elektromagnetycznych w 2017 r., Dając astronomom unikalny wgląd w działanie grawitacji i pochodzenie ciężkich pierwiastków we wszechświecie.
Jednak od dawna pozostaje tajemnicą, jak tworzą się binarne gwiazdy. Wiemy, że gwiazdy neutronowe powstają w wybuchach supernowych. Aby jednak uzyskać podwójne gwiazdy neutronowe, trzeba zacząć od dwójki dwóch masywnych gwiazd. Wymaga to jednak precyzyjnej równowagi sił, aby zapewnić, że podwójne gwiazdy neutronowe pozostaną wystarczająco stabilne, aby przetrwać dwa gwałtowne wybuchy, które tworzą system.
Kilka linii dowodów pośrednich sugeruje, że powstają one w bardzo rzadkiej klasie słabych wybuchów supernowych z ultrakondensacji. Ale te słabe eksplozje do tej pory uniknęły bezpośredniej detekcji. Te pierwsze dowody obserwacyjne dla supernowej z ultrakrótką warstwą otwierają szansę na zrozumienie powstawania ciasnych układów podwójnych gwiazd neutronowych.
Skanowanie niebios dla eksplozji niemowląt
Nasza supernowa została zauważona podczas pośredniego badania Palomar Transient Factory (iPTF). W zautomatyzowanym badaniu iPTF wykorzystano dużą kamerę zamontowaną na teleskopie wielkości 1 metra, aby robić zdjęcia nieba każdej nocy i skanować w poszukiwaniu „nowych gwiazd”. Priorytetem poszukiwań było polowanie na niemowlęce supernowe i wskazywanie pochodzenia.
Za każdym razem, gdy zostanie znaleziona nowa gwiazda, robot badawczy natychmiast ostrzega pracujących astronomów znajdujących się w zupełnie innej strefie czasowej, aby kontynuować. Ta strategia, wraz z globalną siecią teleskopów, pozwoliła nam złapać kilka eksplodujących gwiazd w akcji i zrozumieć, jak wyglądały, zanim wybuchły. W rzeczywistości znalezienie rzadkiej supernowej z ultra-obnażonych chwil po wybuchu było szczęśliwym zbiegiem okoliczności!
To pojedyncze wydarzenie dostarczyło nam pierwszego wglądu w masę i energię uwalnianą podczas takich eksplozji, cykl życia masywnych gwiazd i powstawanie gwiazd podwójnych. Jednak z większej próby tych wydarzeń można się wiele nauczyć.
Z Zwicky Transient Facilty - następcą iPTF, który może skanować niebo 10 razy szybciej - i globalną siecią teleskopów zwanych WZROSTEM, mamy nadzieję, że będziemy świadkami kolejnych eksplozji ultra-stripped, rozpoczynając nowy epizod w naszym zrozumieniu tych wyjątkowych systemów gwiezdnych.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Kishalaya De. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.
Astronomowie rozwiązują zagadkę „Szybkich wybuchów radiowych” i rozczarowują poszukiwaczy obcych
Kiedy astronomowie badają przestrzeń kosmiczną, nie kierują swoich teleskopów w stronę ciemności wszechświata i próbują dostrzec jakiekolwiek przedmioty, które są wystarczająco szczęśliwe, by w tej chwili zostać oświetlone. Używają też swoich uszu, aby słuchać, co się dzieje - w szczególności śledząc latające fale radiowe ...
Astronomowie odkrywają masywne formacje gwiazd w blokach Lyman-alfa
Międzynarodowy zespół odkrył, dlaczego Lyman alfa Blobs w kosmosie są tak jasne. Odpowiedź ma związek z rodzącymi się pobliskimi gwiazdami.
Astronomowie mogli odkryć 24 nowe systemy „Exoplanet Star” „gorącej ziemi”
Znalezienie „gorącej ziemi” to wielka sprawa. Znalezienie 24 nowych gorących Ziem może w końcu pomóc nam dowiedzieć się, dlaczego niektóre planety zmieniają się w światy nadające się do zamieszkania i dlaczego niektóre nie.