[Cytadela] Śmierć już za kosmiczną "chwilę"

NewsBot - Aktualności · 8 Września 2009

Nic nie może trwać wiecznie – ten banalny w zasadzie truizm odnosi się do wszystkiego, zarówno tego, co nas otacza, jak i nas samych, nie inaczej sprawy mają się również z obiektami kosmicznymi, nawet takimi, które pozornie zdają się istnieć bez końca – mimo że procesy zachodzące we Wszechświecie w niewyobrażalnym niemal stopniu przekraczają skale czasowe, do których jesteśmy przyzwyczajeni żyjąc na naszej maleńkiej planetce, kres jest mimo to nieodłączną cechą istnienia. I choć czasem muszą minąć niezliczone miliardy lat, żywot każdego najodporniejszego nawet kosmicznego matuzalema w końcu się z pewnością kiedyś zakończy. Można co prawda dyskutować wytrwale o największym ze znanych nam obiektów – Wszechświecie jako całości – który teoretycznie może chyba, choć mocno opustoszały i ciemny, istnieć bez końca, jednak wyjątek ten zdaje się tylko potwierdzać generalną regułę.

W najbardziej widowiskowy sposób “schodzą” z tego materialnego świata najprawdopodobniej supernowe – niektóre gwiazdy, których zegar tyka nieprzerwanie przez miliardy lat, osiągają w końcu pewien określony graniczny wiek, po przekroczeniu którego świat nie będzie już dla nich taki jak przedtem – ze względu na nieubłagane procesy zachodzące w ich wnętrzu, wymuszane z kolei przez prawa fizyki, stają się przez krótki czas najjaśniejszymi obiektami wśród otaczających je miliardów gwiazd, jasność niektórych z nich jest nawet większa od całkowitej jasności macierzystej galaktyki. Supernowe dzielimy na kilka różniących się pod względem rodzaju gwiazd, które przechodzą w zaświaty, oraz mechanizmu, prowadzącego do wybuchu, klas czy ewentualnie typów – nas w tym przypadku interesuje jeden z nich, mianowicie typ Ia.

O supernowych typu Ia pisałem już kilkakrotnie, ostatnio zupełnie niedawno – wystarczy przypomnieć, że supernowe Ia to wybuchowe fajerwerki pojawiające się w efekcie zbyt wielkiego przyrostu masy białego karła, który “dokarmia” się materią swego partnera w podwójnym układzie gwiazdowym. Biały karzeł, który sam jest pozostałością po średniej masy gwieździe, która odrzuciła zewnętrzną wodorową powłokę, jest obiektem bardzo niewielkim – jego wielkość porównywalna jest z naszą Ziemią, można więc sobie łatwo wyobrazić, że spory ścisk tam panuje – gwiazda bowiem mimo tej mikroskopowej jak na gwiazdę wielkości ma masę równą przeciętnie trochę ponad połowie masy Słońca.

Samotny biały karzeł to nic specjalnie ciekawego – często jednak białe karły występują w układach podwójnych, a to zmienia zupełnie postać rzeczy. Ze względu na sporą grawitację, jaka towarzyszy białemu karłowi, gwiazda ta jest w stanie dosłownie “okradać” towarzysza – zasysa z niego materię, powiększając przy tym swoją własną masę. O ile wspomniałem wcześniej o przeciętnych białych karłach (masa ok. 0,6 masy Słońca) to biały karzeł “na sterydach” potrafi nawet podwoić poprzez grabież swoją masę – wszystko idzie w miarę dobrze do momentu, gdy masa gwiazdy przekroczy 1,44 mas Słonecznych (zwie się to granicą Chandrasekhara), wówczas gwiazda staje się grawitacyjnie niestabilna i wydarzenia zachodzą w lawinowym tempie – dochodzi do zapaści grawitacyjnej gwiazdy i cały węgiel, na którego “spalenie” biały karzeł był dotąd zbyt “lekki”, przechodzi reakcję fuzji jądrowej za jednym zamachem – pojawia się niezwykle jasny obiekt, zwany supernową Ia.

To opis teoretyczny, mocno zasiedziały wśród astrofizyków, mimo to dotąd scenariusz ten nie został nigdy w pełni zaobserwowany – białe karły to niespecjalnie jasne gwiazdy i o tym, co się z nimi stało dowiadujemy się zazwyczaj po zaobserwowaniu samej supernowej. Z tego względu niezłym rarytasem dla każdego astronoma jest z pewnością zaobserwowanie białego karła, który znajduje się w fazie “tuż przed wybuchem”, potwierdzając tym samym prawidłowość teoretycznego opisu.

Szczęście, jak się zdaje, dopisało w końcu grupie naukowców z Włoch, kierowanej przez Sandro Mereghetti’ego z L’Istituto Nazionale di Astrofisica w Mediolanie. On i jego koledzy, korzystając z dobrodziejstw teleskopu kosmicznego XMM-Newton, zainstalowanego na orbicie przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA), poddali drobiazgowym obserwacjom układ podwójny o raczej nieciekawej nazwie RX J0648.0-4418, który skądinąd nie jest jakąś nowością w świecie astronomów – gwiazdę HD 49798, jasnego podkarła, znamy już względnie długo, od 1997 roku astronomowie wiedzieli również, że gwiazda ta stanowić musi składnik układu podwójnego, gdyż w pobliżu tej gwiazdy zarejestrowano źródło promieniowania rentgenowskiego. Dopiero jednak włoski zespół, wykorzystując zaawansowaną technologię na pokładzie kosmicznego teleskopu był w stanie dokładniej sprecyzować, co kryje się za tym tajemniczym źródłem.

Na podstawie odpowiednich wahań w intensywności promieniowania rentgenowskiego naukowcy doszli do wniosku, że owym źródłem jest biały karzeł o – niebagatelnej jak na tę klasę obiektów - masie równej co najmniej 1,2 mas Słońca, obracający się wokół swej osi w ultrakrótkim czasie 13 sekund! Zostawmy jednak na boku niezwykłą prędkość rotacji – porównując masę tego karła z opisanym wcześniej przeze mnie procesem łatwo wywnioskować, że ów biały karzeł naprawdę bliski jest momentu, w którym nastąpi wielkie “bum” i na niebie pojawi się kolejna supernowa.

Niestety wszyscy, którzy już pakują się i wyjeżdżają na wieś, by tam w spokoju obserwować niezwykłe widowisko, mogą rozpakować swoje rzeczy z powrotem. “Niedługo” w astrofizyce to pojęcie bardzo względne – najprawdopodobniej biały karzeł przekroczy granicę do swej niestabilności w ciągu kilku najbliższych… milionów lat, co stawia pod znakiem zapytania możliwość, że jakakolwiek istota żywa zobaczy spektakl. Niemniej jednak w skalach astronomicznych to rzeczywiście zaledwie “moment” – nigdy jeszcze nie zaobserwowano białego karła, który byłby tak bliski zagłady.

Warto też wspomnieć, że co prawda ludzie jako tacy nie będą mieli tej przyjemności oglądać fascynujący wybuch gwiazdy, jednak gdyby – teoretycznie – nastały po nas inne, rozsądniejsze istoty, będą miały niezłe widowisko: zgodnie ze skrupulatnymi obliczeniami naukowców wybuch karła powinien na Ziemi zostać zaobserwowany prze “każdego”, widoczny bardzo dobrze w dzień i o jasności mniej więcej Księżyca w pełni! Cóż, kto ma czas, może poczekać, inni muszą obejść się smakiem.

Ważniejsze jednak w tej całej historii jest to, że w końcu zaobserwowano białego karła, który zdaje się ewoluować zgodnie z teoretycznym opisem, który tak długo czekał na empiryczne potwierdzenie. Ważniejsze to o tyle, że supernowe Ia stanowią tzw. “świece standardowe” w kosmologii i to na podstawie ich obserwacji wysunięto swego czasu wnioski o przyspieszającej ekspansji Wszechświata. Skoro więc obiekty te są tak ważne w przypadku tak fundamentalnych pytań, oczywiste jest, że każdy nowy szczegół z nimi związany, jaki poznamy, ma swoje znaczenie.

Praca naukowców na portalu “Science” (płatna!)

Źródła:

Wyświetl pełny artykuł

pyrek77 · 8 Września 2009

miła "lektura" zadziwiła mnie ta rotacja 13 sekund:)

meteor · 8 Września 2009

A mnie zadziwiło to:

Ze względu na sporą grawitację, jaka towarzyszy białemu karłowi, gwiazda ta jest w stanie dosłownie “okradać” towarzysza – zasysa z niego materię, powiększając przy tym swoją własną masę.

Siła grawitacji F=k Mm/r^2 , więc dlaczego gwiazda zaczyna okradać siostrę dopiero po zapadnięciu się w białego kurdupla? Co z tego, że wzrosła jej gęstość, gęstości we wzorze nie ma, są tylko masy i odległość. :oco:

Ori2711 · 8 Września 2009

A mnie zadziwiło to:Siła grawitacji F=k Mm/r^2 , więc dlaczego gwiazda zaczyna okradać siostrę dopiero po zapadnięciu się w białego kurdupla? Co z tego, że wzrosła jej gęstość, gęstości we wzorze nie ma, są tylko masy i odległość.

kolego, z całym szacunkiem, Twoje pytanie pokazuje, że nie do końca rozumiesz istotę zagadnienia...

Pytanie jest źle postawione i nie odnosi się do omawianego wyżej układu.

pozdrawiam

Ori