Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Nowe odkrycia podważają utarte teorie na temat życia gwiazd

Nowe odkrycia podważają utarte teorie na temat życia gwiazd
Im więcej wiemy o gwiazdach, tym częściej trafiamy na anomalie podważające nasze - wydawałoby się dobrze ustalone i potwierdzone - teorie. Czy modele ich cykli życiowych trzeba będzie wkrótce zmienić?

Po tym jak uczonym udało się zaobserwować gwiazdę, która wybuchła po raz drugi w ciągu ostatnich sześćdziesięciu lat, wypadałoby przemyśleć kilka spraw jeszcze raz. Mowa o historii związanej z supernową iPTF14hls, która eksplodowała w 2014 r. Naukowcy natrafili na zapiski mówiące o tym, że podobne zdarzenie miało już miejsce w okolicach 1954 r. A przecież, według naszej wiedzy, supernowa wybucha tylko raz…

To nie koniec przykładów nietypowych zjawisk. Trzy lata temu w galaktyce spiralnej NGC 6946 niespodziewanie zniknął czerwony nadolbrzym N6946-BH1. Podczas poszukiwań nie udało się znaleźć po gwieździe żadnego śladu. Jeszcze w 2007 r. wyglądała zupełnie normalnie, lecz dwa lata później przez okres kilku miesięcy stała się niezwykle jasna - emitowała ponad milion razy więcej światła od Słońca. W 2015 r. po prostu zgasła. Astronomowie rozpoczęli poszukiwania N6946-BH1 z pomocą Wielkiego Teleskopu Lornetkowego (LBT) oraz teleskopów kosmicznych Hubble'a i Spitzera. W miejscu, gdzie powinien znajdować się czerwony nadolbrzym, wykryto jedynie niewielkie ilości promieniowania podczerwonego. Badacze ostatecznie wysunęli przypuszczenie, że gwiazda najwyraźniej zamieniła się w czarną dziurę, co nie wydaje się całkiem niemożliwe, ale zupełnie nie zgadza się z teoriami dotyczącymi cyklu życiowego gwiazd.

 

Nie takie jądra

W sierpniu "Nature” opublikowało artykuł "A large oxygen-dominated core from the seismic cartography of a pulsating white dwarf". Dotyczył czegoś bardzo dziwnego, co wynikło z obserwacji białego karła KIC 08626021.

"Myślę, że astrofizycy gwiazd będą musieli ponownie wykonać swoje obliczenia", zauważył w artykule Gilles Fontaine, prof. fizyki na Uniwersytecie w Montrealu i jeden z autorów.

Badając gwiazdę znajdującą się na skraju konstelacji Łabędzia i Lutni, 1375 lat świetlnych od Ziemi, naukowcy odkryli, że jej jądro węglowe i tlenowe jest dwa razy większe, niż powinno być zgodnie z obowiązującymi teoriami. Białe karły to pozostałości prawie 97% gwiazd we Wszechświecie. Jeśli w jednym z nich wykrywa się niepasującą do obliczeń teoretycznych anomalię, weryfikacja może dotyczyć wszystkich gwiazd!

Artystyczna wizualizacja cyklu życia gwiazdy takiej jak Słońce

 

Noemi Giammichele z L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) we francuskiej Tuluzie - uważana za główną odkrywczynię anomalii - zapowiedziała, że teraz trzeba będzie zbadać setki i tysiące innych gwiazd tego typu. Rezultaty mogą doprowadzić do poważnych zmian w obowiązujących teoriach.

Takich drobnych, ale mających potencjalnie duże konsekwencje naukowe, anomalii jest znacznie więcej. Dwa lata temu badania asterosejsmologiczne (dotyczące "trzęsień gwiazd") przeprowadzone przez prof. Conny Aerts z belgijskiego Uniwersytetu KU Leuven i jej zespół pokazują, że jądra czerwonych olbrzymów nie wirują tak szybko, jak oczekiwano - a to z kolei może oznaczać, że nasze prognozy przyszłości Słońca są błędne.

Asterosejsmolodzy potrafią określić kluczowe parametry, takie jak rozmiar, masa i gęstość gwiazdy, oraz to, jak długo będzie ona w stanie utrzymać procesy syntezy jądrowej w swoim jądrze. W tym kontekście istotna jest szybkość, z jaką obraca się gwiezdny rdzeń. Wpływa to bowiem na jednorodność materiału wewnątrz gwiazdy, a tym samym na wydajność procesów syntezy jądrowej. Jeśli w jądrze następuje mieszanie większych ilości materii, gwiazda może dłużej żyć.

Jest to jeden z obszarów, w którym przyjęta teoria tego, jak żyją gwiazdy, upadła na płasko. Analiza danych uzyskanych przez zespół Aerts wykazała, że jądra starzejących się gwiazd przypominających słońce wirują wolniej, niż sądzono.

- To, co zakładaliśmy, okazało się całkowicie błędne - oceniła Aerts. - Stwierdziliśmy, że rotacja jądra była o sto razy wolniejsza, niż przewidywała teoria.

Jeśli nasze Słońce na etapie czerwonego olbrzyma również będzie mieć tak leniwe jądro, to będzie żyć znacznie krócej, niż nam się obecnie wydaje. I choć dla rodzaju ludzkiego nie powinno to mieć w praktyce wielkiego znaczenia, jednak budowla z klocków, którą pracowicie układała nauka przez dekady, może runąć.

 

Fałszywe supernowe

Jeszcze bardziej widowiskowo w ustalone modele cyklu życia gwiazd uderzają dziwactwa supernowych. iPTF14hls to nie jedyny przypadek. Supernowa 2009ip również wstrząsa nauką o gwiazdach. Po eksplozji w 2009 r. przeszła kilka kolejnych wybuchów w latach 2010 i 2011, a następnie doświadczyła niezwykłego podwójnego rozjaśnienia w 2012 r. Nazwano ją "fałszywą supernową'.

Jej zachowanie każe się zastanowić nad mechanizmami eksplozji gwiazd w sensie ogólnym. Raffaella Margutti, wykładowczyni w Centrum Interdyscyplinarnych Badań i Poszukiwań Astrofizyki (CIERA), która zajmowała się badaniem supernowej, proponuje dwie teorie. Jedną z nich jest zachodzenie we wnętrzu gwiazdy procesów, które powodują niestabilność. Tylko jakich? Nauka nie poznała do tej pory czegoś takiego. Druga teoria zakłada istnienie jakiego tajemniczego towarzysza, który wpływa na nietypowe zachowanie gwiazdy.

Zdjęcie supernowej 2009ip

 

Być może opisywane anomalie doprowadzą do tego, że oparte głównie na masie i temperaturze modele cykli życiowych gwiazd trzeba będzie rozbudować o nowe kategorie. Są sygnały i przesłanki wskazujące na to, że obiekty, które nazywamy gwiazdami, stanowią znacznie bardziej różnorodną i bogatą w typy i podtypy kategorię obiektów. Niewykluczone, że teorie dotyczące ewolucji gwiazd stracą wiele ze swojej jednorodności i uporządkowania.

Z drugiej strony - będzie ciekawiej.