Astronomowie odkryli niezwykły system gwiezdny, którego składnik zdolny jest do generowania fal o energii wystarczającej do kilkukrotnego zniszczenia Ziemi. System ten, oznaczony jako MACHO 80.7443.1718, stanowi najbardziej ekstremalny znany przypadek gwiazd pulsujących, czyli systemów binarnych, które wydają się pulsować z regularnym rytmem, określanych jako Heartbeat stars.
Z badań opublikowanych w czasopiśmie Nature dowiadujemy się, że zmiany jasności są dwieście razy większe niż u innych znanych gwiazd pulsujących, A model komputerowy tego systemu gwiazdowego pokazuje, że interakcje grawitacyjne między parą gwiazd generują ogromne pływy na większej z nich, prowadząc do powstawania fal o wysokości około czterech milionów kilometrów, co stanowi około jednej piątej promienia większej gwiazdy.
Najnowsze filmy
Odkrycie gwiezdnych systemów, które generują fale o kolosalnej energii, jest kluczowe dla zrozumienia dynamiki wszechświata. Astronomowie z Centrum Astrofizyki Harvard & Smithsonian odkryli odległą gwiazdę, na powierzchni której uderzają fale o mocy zdolnej do kilkukrotnego zniszczenia naszej planety. Jest to ciekawy przykład systemu binarnego gwiazd pulsujących, które wydają się pulsować z regularnym rytmem. To zjawisko spowodowane jest charakterystyką orbit gwiazd, które okresowo zbliżają się do siebie, generując pływy podobne do tych powodowanych przez Księżyc na Ziemi. Pływy te zniekształcają gwiazdy, co prowadzi do zmiany ich jasności z naszego punktu widzenia, w zależności od tego, czy patrzymy na ich węższą czy szerszą stronę. W systemie MACHO 80.7443.1718 pływy powodują ogromne fale na powierzchni większej gwiazdy. Dr Morgan MacLeod i profesor Avi Loeb przeprowadzili badanie tego fascynującego systemu, analizując przyczyny ekstremalnych fluktuacji jasności.
Analiza została przeprowadzona na podstawie obserwacji dokonanych przez należący do NASA teleskop kosmiczny Keplera oraz wspomnianego we wstępie modelu komputerowego układu podwójnego gwiazd. Model ten pokazuje, jak interakcje grawitacyjne między parą gwiazd w systemie binarnym generują ogromne pływy na większej gwieździe. Symulacje wykazały, że każda fala zaczyna się jako gładkie i zorganizowane wzniesienie, zanim zaczyna się zwijać i rozwijać. W rezultacie, energia uwalniana podczas rozwijania fal powoduje, że powierzchnia większej gwiazdy obraca się coraz szybciej, a gaz gwiezdny jest wystrzeliwany w przestrzeń kosmiczną.
Jakie uzyskano wyniki?
Otóż analiza wykazała, że zmiany jasności są tam nawet dwieście razy większe niż u innych znanych gwiazd pulsujących. Jasność tej gwiazdy zmienia się o dwadzieścia procent przy każdym pulsie, który pojawia się mniej więcej raz na miesiąc. Dla porównania, inne znane gwiazdy pulsujące zmieniają jasność o tylko o jedną dziesiątą procenta na każdy puls. Odkrycie to ma znaczący wpływ na nasze zrozumienie dynamiki wszechświata. Pokazuje, że ogromne fale mogą być generowane na powierzchni gwiazd w systemach binarnych i mogą prowadzić do ekstremalnych zmian jasności. To sugeruje również, że MACHO 80.7443.1718 może być pierwszym z rosnącej klasy obiektów astronomicznych, które generują ogromne fale na swoich powierzchniach. Dr MacLeod i Prof. Loeb już planują poszukiwania kolejnych gwiazd pulsujących, które mogą wykazywać podobne zjawiska.
Źródło: Melissa Weiss/CfA
Gwiazdy pulsujące, jak wyjaśniają autorzy, zostały po raz pierwszy wykryte przez teleskop Keplera, który był używany do poszukiwań egzoplanet. Zwykle ich charakterystyczne pulsacje są dość subtelne, ale zauważył Dr MacLeod nie znamy żadnej innej gwiazdy pulsującej, której zmiany są tak ekstremalne jak w tym przypadku.
Zgodnie z modelem autorów, ogromna energia uwalniana przez rozbijające się fale powoduje, że powierzchnia większej gwiazdy zaczyna obracać się coraz szybciej, a gaz gwiezdny jest wyrzucany w przestrzeń kosmiczną, tworząc świecącą, obracającą się atmosferę wokół gwiazdy. Jak wyjaśnia dr MacLoed z każdą przelatującą falą, coraz więcej tego materiału jest wyrzucane, właśnie to charakterystyczne świecenie atmosfery gwiazdy dostarczyło o, jednego z kluczowych dowodów na obecność ogromnych fal uderzających w powierzchnię większej gwiazdy.
Chociaż MACHO 80.7443.1718 może być wyjątkowy w naszych dotychczasowych rekordach gwiazd pulsujących, raczej mało prawdopodobne, aby był on jedynym takim przypadkiem we wszechświecie. Zgodnie z opracowanym modelem, naukowcy szacują, że nawet dwadzieścia na tysiąc gwiazd pulsujących może mieć podobna charakterystykę. Póki co, jest to jednak wciąż bardzo słabo przebadana grupa gwiazd.
Odkrycie MacLeoda i Loeba nie tylko rzuca światło na zjawisko ekstremalnych fal na powierzchniach gwiazd, ale może również dostarczyć ważnych informacji na temat dynamiki i ewolucji gwiazd pulsujących oraz systemów binarnych. Możliwość istnienia innych gwiazd pulsujących wykazujących podobne ekstremalne zjawiska może prowadzić do odkrycia nowych typów obiektów astronomicznych i zrozumienia mechanizmów, które wpływają na ich zachowanie. Należy również zastanowić się, jakie inne zjawiska mogą być związane z tak ogromnymi falami na powierzchni gwiazd. Czy mogą one wpłynąć na formowanie się planet wokół tych gwiazd? Czy mogą mieć wpływ na ewolucję innych gwiazd w układzie? Te pytania stanowią fascynujący obszar dalszych badań i w świetle swojego najnowszego odkrycia, obaj badacze zamierzają kontynuować poszukiwać kolejnych gwiazd pulsujących, które mogą wykazywać podobne ekstremalne zjawiska. Planowane jest również przeprowadzenie dodatkowych symulacji komputerowych, aby zrozumieć dynamikę tych fal i ich wpływu na otoczenie gwiazdy.
Na koniec jeszcze parę słów o tym czym są obiekty MACHO, jest to akronim powstały z połączenia pierwszych liter w słowach składających się na wyrażenie Massive astrophysical compact halo object, co w naszym języku oznacza Masywny astrofizyczny zwarty obiekt halo.
Jest to ogólne określenie dowolnych ciał niebieskich, które mogą prawdopodobnie stanowić część ciemnej materii w halo galaktycznym. MACHO to inaczej ciało złożone z materii barionowej, które emituje niewiele lub w ogóle nie emituje promieniowania i nie znajduje się na orbicie żadnej gwiazdy tylko dryfuje przez przestrzeń kosmiczną niezwiązany z żadnym układem planetarnym. Ze względu na to, że są bardzo słabo świecące, są wyjątkowo trudne do wykrycia i prowadzenia obserwacji.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Obiektami, które określa się jako MACHO mogą być na przykład czarne dziury, gwiazdy neutronowe, i brązowe karły. Naukowcy twierdzą, że mogą być nimi także białe karły oraz bardzo słabo świecące czerwone karły, jednak nie ma jeszcze co do tego pewności. Termin MACHO został wymyślony przez amerykańskiego astrofizyka Kima Griesta.
Naukowcy są w stanie dostrzec MACHO w momencie, gdy przechodzą one przed tarczą jakiejś gwiazdy lub w jej pobliżu, na tyle blisko, że grawitacja MACHO zakrzywia światło docierające do odbiorników na Ziemi. Powoduje to, że dzięki zjawisku mikrosoczewkowania grawitacyjnego obserwowana Gwiazda przez krótki czas zdaje się być o wiele jaśniejsza niż zwykle.
W aktywne poszukiwania obiektów typu MACHO zaangażowany jest na przykład Kosmiczny Teleskop Hubble czy też projekt OGLE czyli The Optical Gravitational Lensing Experiment – eksperyment soczewkowania grawitacyjnego prowadzony od roku tysiąc dziewięćset dziewięćdziesiątego drugiego przez naukowców z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego przy użyciu polskiego teleskopu znajdującego się w Chilijskim Obserwatorium Las Campanas.
