Hubble pokazuje ocalałą gwiazdę towarzyszącą zjawisku supernowej

Nie jest niczym niezwykłym znalezienie ocalałej gwiazdy na miejscu wybuchu gigantycznej supernowej, która miała zniszczyć wszystko wokół niej, ale najnowsze badania z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a dostarczyły długo wyczekiwanej wskazówki na temat konkretnego typu umierających gwiazdy. W niektórych przypadkach supernowych astronomowie nie znajdują śladu po zewnętrznej warstwie wodoru byłej gwiazdy. Co się stało z wodorem? Podejrzenia, że ​​gwiazdy towarzyszące są odpowiedzialne za wysysanie zewnętrznej powłoki swoich partnerów przed ich śmiercią, są poparte zidentyfikowaniem przez Hubble’a ocalałej gwiazdy towarzyszącej na scenie supernowej 2013ge. Odkrycie wspiera również teorię, że większość masywnych gwiazd tworzy się i ewoluuje jako układy podwójne. Może to być również prequelem kolejnego kosmicznego dramatu: z czasem ocalała, masywna gwiazda towarzysząca również ulegnie supernowej i jeśli pozostałe jądra obu gwiazd nie zostaną wyrzucone z układu, w końcu połączą się i wytworzą fale grawitacyjne. wstrząsając samą tkanką przestrzeni.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a NASA odkrył świadka na miejscu wybuchowej śmierci gwiazdy: gwiazdę towarzyszącą wcześniej ukrytą w blasku supernowej swojej partnerki. Odkrycie jest pierwszym w przypadku szczególnego typu supernowej — takiej, w której gwiazda została pozbawiona całej zewnętrznej otoczki gazowej przed wybuchem.

Odkrycie zapewnia kluczowy wgląd w binarną naturę masywnych gwiazd, a także potencjalną prequel do ostatecznego połączenia towarzyszących gwiazd, które grzechotałyby we wszechświecie jako fale grawitacyjne, falujące w samej czasoprzestrzeni.

Astronomowie wykrywają sygnatury różnych pierwiastków w wybuchach supernowych. Te elementy są ułożone warstwami jak cebula przed supernową. Wodór znajduje się w najbardziej zewnętrznej warstwie gwiazdy, a jeśli w następstwie supernowej nie wykryto wodoru, oznacza to, że został on usunięty przed wybuchem.

Przyczyna utraty wodoru była tajemnicą, a astronomowie używali Hubble’a do poszukiwania wskazówek i testowania teorii wyjaśniających te obnażone supernowe. Nowe obserwacje Hubble’a dostarczają najlepszych dowodów na poparcie teorii, że niewidoczna gwiazda towarzysząca wysysa otoczkę gazową ze swojej gwiazdy partnerskiej, zanim eksploduje.

To był moment, na który czekaliśmy, w końcu dostrzegając dowody na protoplastę układu podwójnego w pełni pozbawionej supernowej. Celem jest przeniesienie tego obszaru badań z teorii do pracy z danymi i zobaczenia, jak naprawdę wyglądają te systemy.powiedział astronom Ori Fox z Space Telescope Science Institute w Baltimore w stanie Maryland, główny badacz programu badawczego Hubble'a.

Zespół Foxa wykorzystał szerokokątną kamerę Hubble’a do badania obszaru supernowej (SN) 2013ge w świetle ultrafioletowym, a także poprzednie obserwacje Hubble’a w Archiwum Barbary A. Mikulski dla Kosmicznych Teleskopów (MAST). Astronomowie zauważyli, że światło supernowej zanikało w latach 2016-2020, ale inne pobliskie źródło światła ultrafioletowego w tej samej pozycji utrzymało swoją jasność. Zespół proponuje, aby to podstawowe źródło emisji ultrafioletu było żyjącym towarzyszem binarnym SN 2013ge.

Dwa przez dwa?

Wcześniej naukowcy wysuwali teorię, że silne wiatry masywnej gwiazdy progenitorowej mogą zdmuchnąć otoczkę z gazem wodorowym, ale dowody obserwacyjne tego nie potwierdzają. Aby wyjaśnić rozbieżność, astronomowie opracowali teorie i modele, w których towarzysz binarny wysysa wodór.

W ostatnich latach wiele różnych linii dowodowych mówiło nam, że supernowe obnażone prawdopodobnie powstają w układach podwójnych, ale tak naprawdę nie widzieliśmy jeszcze towarzysza. Tak wiele badań kosmicznych eksplozji przypomina kryminalistykę – poszukiwanie wskazówek i sprawdzanie, które teorie pasują do siebie. Dzięki Hubble’owi jesteśmy w stanie zobaczyć to bezpośrednio.powiedziała Maria Drout z University of Toronto, członek zespołu badawczego Hubble'a.

We wcześniejszych obserwacjach SN 2013ge Hubble dostrzegł dwa piki w świetle ultrafioletowym, a nie tylko ten typowy dla większości supernowych. Fox powiedział, że jednym z wyjaśnień tego podwójnego pojaśnienia jest to, że drugi szczyt pokazuje, kiedy fala uderzeniowa supernowej uderza w gwiazdę towarzyszącą, co teraz wydaje się znacznie bardziej prawdopodobne. Ostatnie obserwacje Hubble’a wskazują, że chociaż gwiazda towarzysząca została znacznie zepchnięta, łącznie z gazem wodorowym, który wypompowała ze swojego partnera, nie została zniszczona. Fox porównuje ten efekt do podskakującej miski galaretki, która w końcu wróci do swojej pierwotnej formy.

Chociaż trzeba znaleźć dodatkowe potwierdzenie i podobne wspierające odkrycia, Fox powiedział, że implikacje tego odkrycia są nadal znaczące, wspierając teorie, że większość masywnych gwiazd tworzy się i ewoluuje jako układy podwójne.

Jeden do obejrzenia

W przeciwieństwie do supernowych, które mają spuchniętą powłokę gazu, która zapala się, prekursory supernowych z całkowicie pozbawioną otoczki okazały się trudne do zidentyfikowania na zdjęciach sprzed eksplozji. Teraz, gdy astronomowie mieli szczęście zidentyfikować ocalałą gwiazdę towarzyszącą, mogą wykorzystać ją do cofnięcia się i określenia charakterystyki gwiazdy, która eksplodowała, a także bezprecedensowej okazji do obserwowania, jak rozwijają się jej następstwa z ocalałym.

Jako sama masywna gwiazda, towarzyszowi SN 2013ge również skazana jest na przejście supernowej. Jej były partner jest teraz prawdopodobnie zwartym obiektem, takim jak gwiazda neutronowa lub czarna dziura, a towarzysz prawdopodobnie również pójdzie tą drogą.

Bliskość pierwotnych gwiazd towarzyszących określi, czy pozostaną razem. Jeśli odległość będzie zbyt duża, towarzysząca gwiazda zostanie wyrzucona z układu, by samotnie wędrować po naszej galaktyce, co może wyjaśnić wiele pozornie samotnych supernowych. Jeśli jednak gwiazdy były wystarczająco blisko siebie przed supernową, będą nadal krążyć wokół siebie jako czarne dziury lub gwiazdy neutronowe. W takim przypadku w końcu skręciłyby się ku sobie i połączyły, tworząc w tym procesie fale grawitacyjne.

To ekscytująca perspektywa dla astronomów, ponieważ fale grawitacyjne to gałąź astrofizyki, która dopiero zaczyna być badana. Są to fale lub zmarszczki w samej tkance czasoprzestrzeni, przewidziane przez Alberta Einsteina na początku XX wieku. Fale grawitacyjne zostały po raz pierwszy bezpośrednio zaobserwowane przez Obserwatorium Laserowego Interferometru Grawitacyjnego (LIGO).

Dzięki ocalałemu towarzyszowi SN 2013ge możemy potencjalnie zobaczyć prequel fali grawitacyjnej, chociaż takie zdarzenie nadal będzie miało miejsce około miliarda lat w przyszłości.powiedział Fox.

Fox i jego współpracownicy będą współpracować z Hubble’em, aby zbudować większą próbkę ocalałych gwiazd towarzyszących innym supernowym, co w efekcie zapewni SN 2013ge znowu jakieś towarzystwo.

Istnieje ogromny potencjał poza samym zrozumieniem samej supernowej. Ponieważ obecnie znamy większość masywnych gwiazd we wszechświecie w postaci podwójnych, konieczne są obserwacje ocalałych gwiazd towarzyszących, aby pomóc zrozumieć szczegóły powstawania układów podwójnych, zamiany materiałów i współ- ewolucyjny rozwój. To ekscytujący czas na badanie gwiazd.powiedział Fox.

Zrozumienie cyklu życia masywnych gwiazd jest dla nas szczególnie ważne, ponieważ wszystkie ciężkie pierwiastki wykute są w ich jądrach i poprzez supernowe. Te pierwiastki tworzą znaczną część obserwowalnego Wszechświata, w tym życia, jakie znamy.dodał współautor Alex Filippenko. Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.
info: HubbleSite

Astronomowie odkryli nowy rodzaj gwiezdnych eksplozji: mikronowe

Dzięki pomocy należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) teleskopu VLT, zespół astronomów zaobserwował nowy typ gwiezdnej eksplozji – mikronową. Te wybuchy następują na powierzchni odpowiednich gwiazd, a każda z nich może spalić w zaledwie kilka godzin materiał odpowiadający około 3,5 miliarda Piramid Cheopsa z Gizy.

Po raz pierwszy odkryliśmy i zidentyfikowaliśmy coś co nazywamy mikronową.Zjawisko stanowi wyzwanie dla naszego zrozumienia, w jaki sposób zachodzą eksplozje termonuklearne w gwiazdach. Sądziliśmy, że znamy ten proces, ale nowe odkrycie proponuje zupełnie nowy sposób ich osiągnięcia.wyjaśnia Simone Scaringi, astronom na Durham University w Wielkiej Brytanii, który kierował badaniami tych eksplozji, opublikowanymi dzisiaj w Nature.

Mikronowe są skrajnie potężnymi zdarzeniami, ale w astronomicznych skalach są małe. Są znacznie mniej energetyczne niż gwiezdne wybuchy znane jako nowe, o których astronomowie wiedzą od stuleci. Oba typy eksplozji zachodzą w przypadku białych karłów, umarłych gwiazd o masach około połowy masy Słońca, ale rozmiarami tak małych, jak Ziemia.

W układzie dwóch gwiazd, biały karzeł może kraść materię, głównie wodór, od swojego towarzysza, jeśli znajdują się wystarczająco blisko siebie. Gdy gaz spada na bardzo gorącą powierzchnię białego karła, wzbudza atomy wodoru do wybuchowej fuzji w hel. W nowych te wybuchy termojądrowe zachodzą na całej powierzchni gwiazdy.

Tego typu detonacje powodują, że przez kilka tygodni cała powierzchnia białego karła spala się i jasno świeci.wyjaśnia współautorka Nathalie Degenaar, astronom na University of Amsterdam w Holandii.

Mikronowe są podobnymi wybuchami, ale o mniejszej skali i szybszymi, trwają zaledwie kilka godzin. Zdarzają się na niektórych białych karłach z silnym polem magnetycznym, które ściągają materię w stronę biegunów magnetycznych gwiazdy.

Po raz pierwszy widzieliśmy, że fuzja wodoru może zdarzać się także w sposób lokalny. Paliwo wodorowe może znajdować się u podstawy biegunów magnetycznych niektórych białych karłów, tak iż fuzja zachodzi jedynie na biegunach magnetycznych. mówi Paul Groot, astronom na Radboud University w Holandii, współautor badań.

Prowadzi to do wybuchu bomb jądrowych, które mają moc około jednej milionowej wybuchu nowej – stąd nazwa mikronowa.kontynuuje Groot.

Chociaż „mikro” może sugerować, że wydarzenia te są małe, nie dajmy się zmylić: zaledwie jeden z takich wybuchów mógłby spalić około 20 trylionów kilogramów materiału, albo około 3,5 miliarda Piramid Cheopsa z Gizy.

Mikronowe stanowią wyzwanie dla zrozumienia gwiezdnych eksplozji przez astronomów i mogą być powszechniejsze niż do tej pory sądzono.

To pokazuje, jak dynamiczny jest Wszechświat. Wydarzenia tego typu mogą być całkiem powszechne, ale ponieważ są szybkie, trudno je uchwycić w akcji.wyjaśnia Scaringi.

Grupa badawcza natrafiła na tajemnicze mikroeksplozje podczas analizowania danych z NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

Sprawdzając kolekcję danych astronomicznych z należącego do NASA teleskopu TESS, odkryliśmy coś nietypowego: jasny błysk światła optycznego trwający kilka godzin. Dalsze poszukiwania pokazały kilka kolejnych podobnych sygnałów.mówi Degenaar.

Badacze zaobserwowali trzy mikronowe przy pomocy TESS: dwie od znanych białych karłów, natomiast trzecia wymagała dodatkowych obserwacji przy pomocy instrumentu X-shooter na należącym do ESO teleskopie VLT, aby potwierdzić status białego karła.

Z pomocą Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) odkryliśmy, że wszystkie te błyski optyczne zostały wytworzone przez białe karły. Te obserwacje były kluczowe w interpretacji naszych wyników i dla odkrycia mikronowych.wskazuje Degenaar.

Okrycie mikronowych wzbogaca repertuar znanych gwiezdnych eksplozji. Naukowcy chcieliby teraz znaleźć więcej tych ulotnych wydarzeń, co wymaga wielkoskalowych przeglądów nieba i szybkich pomiarów typu follow-up.

Szybka reakcja teleskopów takich, jak VLT lub Teleskop Nowej Technologii (NTT), który również należy do ESO, oraz zestaw dostępnych instrumentów, pozwolą nam na ujawnienie dalszych szczegółów na temat tego czym są tajemnicze mikronowe.podsumowuje Scaringi.
informacja: ESO

Astronomowie wykryli najbardziej odległego kandydata na galaktykę

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył najbardziej odległą kandydatkę na galaktykę jak dotąd, nazwaną HD1, która znajduje się około 13,5 miliarda lat świetlnych od nas. To odkrycie sugeruje, że jasne układy, takie jak HD1, istniały już 300 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ta kandydatka na galaktykę jest jednym z celów Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) wystrzelonego pod koniec ubiegłego roku. Jeśli obserwacje JWST potwierdzą jego dokładną odległość, HD1 będzie najdalszą galaktyką, jaką kiedykolwiek zarejestrowano.

Aby zrozumieć, jak i kiedy we wczesnym Wszechświecie powstały galaktyki, astronomowie szukają odległych galaktyk. Ze względu na skończoną prędkość światła, światło z odległych obiektów potrzebuje czasu, aby dotrzeć do Ziemi. Światło, które widzimy od obiektu oddalonego o 1 miliard lat świetlnych, opuściło ten obiekt 1 miliard lat temu i musiało podróżować przez 1 miliard lat, aby do nas dotrzeć. Tak więc badanie odległych galaktyk pozwala nam spojrzeć w przeszłość.

Obecnym rekordzistą dla najbardziej odległej galaktyki jest GN-z11, galaktyka odkryta 13,4 miliarda lat świetlnych od nas przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Jednak ta odległość to granica możliwości wykrywania Hubble’a.

HD1, kandydat na obiekt najwcześniejszej/najodleglejszej galaktyki, został odkryty na podstawie ponad 1200 godzin danych obserwacyjnych wykonanych przez Teleskop Subaru, Teleskop VISTA, Teleskop Podczerwony Wielkiej Brytanii i Teleskop Kosmiczny Spitzera.

Znalezienie HD1 spośród ponad 700 000 obiektów było ciężką pracą. Czerwony kolor HD1 zaskakująco dobrze odpowiadał oczekiwanym cechom galaktyki odległej o 13,5 miliarda lat świetlnych, przyprawiając mnie o gęsią skórkę, gdy ją znalazłem.mówi Yuichi Harikane, który odkrył HD1.

Zespół przeprowadził dalsze obserwacje za pomocą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), aby potwierdzić odległość HD1. Akio Inoue, profesor Uniwersytetu Waseda, który kierował obserwacjami ALMA, mówi:

Znaleźliśmy słaby sygnał na częstotliwości, przy której oczekiwano linii emisji tlenu. Istotność sygnału wynosi 99,99%. Jeśli ten sygnał jest prawdziwy, jest to dowód na to, że HD1 istnieje w odległości 13,5 miliarda lat świetlnych, ale nie możemy być pewni bez znaczenia 99,999% lub więcej.

HD1 jest bardzo jasny, co sugeruje, że jasne obiekty istniały już we Wszechświecie zaledwie 300 milionów lat po Wielkim Wybuchu. HD1 trudno wytłumaczyć obecnymi modelami teoretycznymi powstawania galaktyk. Informacje obserwacyjne dotyczące HD1 są ograniczone, a jego właściwości fizyczne pozostają tajemnicą. Uważa się, że jest to bardzo aktywna galaktyka tworząca gwiazdy, ale może to być aktywna czarna dziura. Każda z możliwości sprawia, że ​​jest to fascynujący obiekt. W uznaniu jego astronomicznego znaczenia, HD1 został wybrany jako cel obserwacji Cyklu 1 przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, wystrzelony w zeszłym roku. Yuichi Harikane, który kieruje tymi obserwacjami, mówi: „Jeśli obserwacje spektroskopowe potwierdzą dokładną odległość, HD1 będzie najdalszą zarejestrowaną galaktyką, o 100 milionów lat świetlnych dalej niż GN-z11. Nie możemy się doczekać zobaczenia Wszechświata za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba”.

informacja: Alma Observatory

Ekstremalne warunki pogodowe na ultragorących Jowiszach

Badając wyjątkową klasę ultragorących egzoplanet, astronomowie z zespołu Kosmicznego Teleskopu Hubble’a opublikowali wyniki badań dużych egzoplanet. Te obiekty wielkości Jowisza są tak niebezpiecznie blisko swojej gwiazdy macierzystej, że są pieczone we wrzących temperaturach powyżej 3000 stopni Fahrenheita. To wystarczająco gorąco, aby odparować większość metali, w tym tytan. Mają najgorętsze atmosfery planetarne, jakie kiedykolwiek widziano.

W dwóch nowych artykułach zespoły astronomów Hubble’a donoszą o dziwacznych warunkach pogodowych na tych gotujących się planetach. Na jedną planetę pada deszcz odparowanych skał, a na innej górne warstwy atmosfery stają się coraz gorętsze niż chłodniejsze, ponieważ jest „spalane” przez intensywne promieniowanie ultrafioletowe (UV) pochodzące od jej gwiazdy.

Badania te wykraczają poza zwykłe znajdowanie dziwnych i dziwacznych atmosfer planet. Badanie ekstremalnych warunków pogodowych daje astronomom lepszy wgląd w różnorodność, złożoność i egzotyczną chemię zachodzącą w odległych światach w naszej galaktyce.

Nadal nie mamy dobrego zrozumienia pogody w różnych środowiskach planetarnych.powiedział David Sing z Johns Hopkins University w Baltimore w stanie Maryland, współautor dwóch zgłoszonych badań.
 Kiedy patrzysz na Ziemię, wszystkie nasze prognozy pogody są nadal precyzyjnie dostosowane do tego, co możemy zmierzyć. Ale kiedy udajesz się na odległą egzoplanetę, masz ograniczone możliwości przewidywania, ponieważ nie zbudowałeś ogólnej teorii o tym, jak wszystko w atmosferze idzie w parze i reaguje na ekstremalne warunki. Nawet jeśli znasz podstawy chemii i fizyki, nie wiesz, jak to się zamanifestuje w skomplikowany sposób.dodał naukowiec.

W czasopiśmie Nature z 6 kwietnia astronomowie opisują obserwacje Hubble’a WASP-178b, znajdującego się około 1300 lat świetlnych od nas. W ciągu dnia atmosfera jest bezchmurna i jest wzbogacona gazowym tlenkiem krzemu. Ponieważ jedna strona planety jest stale zwrócona w stronę swojej gwiazdy, skwarna atmosfera obraca się w stronę nocną z prędkością superhuraganu przekraczającą 2000 mil na godzinę. Po ciemnej stronie tlenek krzemu może wystarczająco ochłodzić się, aby skondensować się w skałę, która pada z chmur, ale nawet o świcie i zmierzchu planeta jest wystarczająco gorąca, by wyparować skały.

Wiedzieliśmy, że dzięki tej funkcji tlenku krzemu zobaczyliśmy coś naprawdę interesującego.powiedział Josh Lothringer z Utah Valley University w Orem w stanie Utah.

W gazecie opublikowany w numerze Astrophysical Journal Letters z 24 stycznia
Guangwei Fu z University of Maryland, College Park, poinformował o supergorącym Jowiszu KELT-20b, znajdującym się około 400 lat świetlnych od nas. Na tej planecie podmuch światła ultrafioletowego z macierzystej gwiazdy tworzy warstwę termiczną w atmosferze, podobnie jak ziemska stratosfera. „Do tej pory nigdy nie wiedzieliśmy, w jaki sposób gwiazda macierzysta wpływa bezpośrednio na atmosferę planety. Było wiele teorii, ale teraz mamy pierwsze dane obserwacyjne” – powiedział Fu.

Dla porównania, na Ziemi ozon w atmosferze pochłania promieniowanie UV i podnosi temperaturę w warstwie znajdującej się od 7 do 31 mil nad powierzchnią Ziemi. Na KELT-20b promieniowanie UV z gwiazdy ogrzewa metale w atmosferze, co tworzy bardzo silną warstwę inwersji termicznej.

Dowody pochodziły z wykrycia wody przez Hubble’a w obserwacjach w bliskiej podczerwieni oraz z wykrycia tlenku węgla przez Kosmiczny Teleskop Spitzer NASA. Promieniują przez gorącą, przezroczystą górną atmosferę wytwarzaną przez warstwę inwersyjną. Ta sygnatura jest unikalna w porównaniu z tym, co astronomowie widzą w atmosferach gorących Jowiszów krążących wokół chłodniejszych gwiazd, takich jak nasze Słońce.

Widmo emisyjne KELT-20b różni się znacznie od innych gorących Jowiszów. Jest to przekonujący dowód na to, że planety nie żyją w izolacji, ale ich gwiazda macierzysta ma na nie wpływ.powiedział Fu.

Chociaż bardzo gorące Jowisze nie nadają się do zamieszkania, tego rodzaju badania pomagają utorować drogę do lepszego zrozumienia atmosfer potencjalnie nadających się do zamieszkania planet ziemskich.

Jeśli nie możemy dowiedzieć się, co dzieje się na supergorących Jowiszach, gdzie mamy wiarygodne i solidne dane obserwacyjne, nie będziemy mieli szansy dowiedzieć się, co dzieje się w słabszych widmach z obserwacji egzoplanet ziemskich. To test naszych technik, który pozwala nam zbudować ogólne zrozumienie właściwości fizycznych, takich jak tworzenie się chmur i struktura atmosfery.powiedział Lothringer.
informacja: HUBBLESITE

NASA potwierdza odkrycie już ponad 5000 planet pozasłonecznych

Jak podała NASA potwierdzono już ponad 5000 egzoplanet, czyli planet krążących wokół innych niż Słońce gwiazd. Dokładnie 21 marca, kiedy do bazy dodano 65 egzoplanet, liczba tych obiektów przekroczyła właśnie 5000 obiektów.

Odkryte egzoplanety, są bardzo różne jak różny jest Wszechświat i Układ Słoneczny, są małe, skaliste planety, takie jak Ziemia, gazowe olbrzymy wielokrotnie większe od Jowisza. Ich orbity są ciasno ustawione dookoła ich gwiazd macierzystych lub krążą w dużo większych odległościach niż najdalsze planety naszego układu planetarnego. Oczywiście największe zainteresowanie wzbudzają obiekty położone w ekostrefach. Istnieją też superziemie, które są skalistymi planetami, ale większymi od Ziemi. Są też światy obiegające jednocześnie dwie gwiazdy czy planety krążące wokół martwych już gwiazd.

Jeśli nam udało się znaleźć planety krążące wokół gwiazdy neutronowej, to planety muszą być praktycznie wszędzie. Proces produkcji planet musi być bardzo solidny.powiedział prof. Wolszczan, odkrywca pierwszych egzoplanet.

Odkrycie 5000 egzoplanet zajęło astronomom około 30 lat, choć obecnie tych odkryć przybywa więcej niż w pierwszych latach po pionierskim odkryciu Aleksandra Wolszcana.

Hubble odkrywa planetę formującą się w niekonwencjonalny sposób

Naukowcy korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a złapali planetę w stanie czegoś, co można porównać do „flash fry” — gwałtownego i intensywnego procesu zwanego niestabilnością dysku. W tej metodzie zamiast planety, która rośnie i buduje się z małego jądra gromadzącego materię i gaz, dysk protoplanetarny wokół gwiazdy ochładza się, a grawitacja powoduje, że rozpada się na jeden lub więcej fragmentów o masie planety.

Astronomowie od dawna poszukiwali wyraźnych dowodów na istnienie tego procesu jako realnego kandydata do formowania dużych planet podobnych do Jowisza, a rozdzielczość i długowieczność Hubble’a okazały się kluczowym brakującym elementem układanki.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a NASA bezpośrednio sfotografował dowody na formowanie się protoplanety podobnej do Jowisza w wyniku tego, co naukowcy opisują jako „intensywny i gwałtowny proces”. Odkrycie to potwierdza długo dyskutowaną teorię formowania się planet takich jak Jowisz, zwaną „niestabilnością dysku”.

Budowany nowy świat jest osadzony w protoplanetarnym dysku pyłu i gazu z wyraźną spiralną strukturą wirującą wokół młodej gwiazdy, której wiek szacuje się na około 2 miliony lat. To mniej więcej w wieku naszego Układu Słonecznego, kiedy trwało formowanie się planet. (Wiek Układu Słonecznego wynosi obecnie 4,6 miliarda lat.)

Natura jest sprytna; może wytwarzać planety na wiele różnych sposobów.powiedział Thayne Currie z Teleskopu Subaru i Eureka Scientific, główny badacz.

Wszystkie planety zbudowane są z materiału pochodzącego z dysku okołogwiazdowego. Dominująca teoria formowania się jowiszowych planet nazywa się „akrecją jądra”, podejściem oddolnym, w którym planety osadzone w dysku wyrastają z małych obiektów – o rozmiarach od ziaren pyłu po głazy – zderzających się i sklejających się, gdy krążą wokół gwiazdy. Ten rdzeń następnie powoli gromadzi gaz z dysku. W przeciwieństwie do tego, podejście polegające na niestabilności dysku jest modelem odgórnym, w którym gdy masywny dysk wokół gwiazdy stygnie, grawitacja powoduje, że dysk gwałtownie rozpada się na jeden lub więcej fragmentów o masie planety.

Nowo powstająca planeta, zwana AB Aurigae b, jest prawdopodobnie około dziewięć razy masywniejsza od Jowisza i krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej w ogromnej odległości ponad dwa razy dalej niż Pluton od naszego Słońca. Z tej odległości zajęłoby bardzo dużo czasu, jeśli w ogóle, aby planeta wielkości Jowisza uformowała się w wyniku akrecji jądra. Prowadzi to naukowców do wniosku, że niestabilność dysku umożliwiła tej planecie formowanie się na tak dużej odległości. I jest to uderzający kontrast z oczekiwaniami dotyczącymi formowania się planet przez powszechnie akceptowany model akrecji jądra.

Nowa analiza łączy dane z dwóch instrumentów Hubble’a: Space Telescope Imaging Spectrograph i Near Infrared Camera oraz Multi-Object Spectrograph. Dane te zostały porównane z danymi uzyskanymi z najnowocześniejszego instrumentu do obrazowania planet o nazwie SCExAO na japońskim 8,2-metrowym Teleskopie Subaru, znajdującym się na szczycie Mauna Kea na Hawajach. Bogactwo danych z teleskopów kosmicznych i naziemnych okazało się kluczowe, ponieważ rozróżnienie między młodymi planetami a złożonymi cechami dysku niezwiązanymi z planetami jest bardzo trudne.

Interpretacja tego systemu jest niezwykle trudna. To jeden z powodów, dla których potrzebowaliśmy Hubble’a do tego projektu — czystego obrazu, aby lepiej oddzielić światło od dysku i dowolnej planety. powiedział Currie.

Pomocna dłoń pomogła również sama natura: ogromny dysk pyłu i gazu wirujący wokół gwiazdy AB Aurigae jest pochylony niemal twarzą do naszego widoku z Ziemi.

Currie podkreślił, że długowieczność Hubble’a odegrała szczególną rolę w pomaganiu naukowcom w pomiarze orbity protoplanety. Początkowo był bardzo sceptyczny, że AB Aurigae b była planetą. Dane archiwalne z Hubble’a w połączeniu z obrazami z Subaru okazały się punktem zwrotnym w zmianie jego zdania.

Nie mogliśmy wykryć tego ruchu przez około rok lub dwa lata. Hubble dostarczył linii bazowej czasu, w połączeniu z danymi Subaru, z 13 lat, co było wystarczające do wykrycia ruchu orbitalnego.informuje Currie.
Ten wynik wykorzystuje obserwacje naziemne i kosmiczne i możemy cofnąć się w czasie dzięki obserwacjom archiwalnym Hubble’a. AB Aurigae b była teraz analizowana w wielu długościach fal i wyłonił się spójny obraz – taki, który jest bardzo solidny. dodał Olivier Guyon z University of Arizona w Tucson i Subaru Telescope na Hawajach.
informacja: HUBBLESITE

Rekord pobity: Hubble znalazł najdalszą gwiazdę, jaką kiedykolwiek widziano

Szczęśliwe ustawienie obiektów w kosmosie ujawniło pojedyncze źródło światła w ciągu pierwszego miliarda lat po Wielkim Wybuchu, co stanowi ważne wyzwanie dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba w jego debiutanckim roku.

Nawet Teleskop Kosmiczny Hubble’a NASA może skorzystać z pewnej pomocy, o czym świadczy jego najnowsze odkrycie: rekordowa gwiazda tak odległa, że ​​do jej zauważenia potrzebne było połączenie wyrafinowanego oprzyrządowania teleskopu i naturalnego szkła powiększającego. Gwiazda, nazwana przez astronomów Earendel, wyemitowała swoje światło w ciągu pierwszego miliarda lat wszechświata. To znaczący skok poza poprzedni rekord odległości Hubble’a z 2018 roku, kiedy wykrył gwiazdę około 4 miliardy lat po Wielkim Wybuchu. Hubble otrzymał impuls, patrząc w przestrzeń kosmiczną zniekształconą przez masę ogromnej gromady galaktyk WHL0137-08, efekt zwany soczewkowaniem grawitacyjnym. Earendel został wyrównany na lub bardzo blisko zmarszczki w strukturze przestrzeni wytworzonej przez masę gromady, co zwiększyło jej światło na tyle, by mógł zostać wykryty przez Hubble’a. Teleskop Jamesa Webba z NASA będzie kontynuował obserwacje obiektu, aby dowiedzieć się o jasności, temperaturze i składzie Earendel. Chociaż szanse na to, że Earendel jest jedną z gwiazd pierwszej generacji we Wszechświecie, są niewielkie, astronomowie są zainteresowani obserwacjami środowiska wczesnego Wszechświata.

Nowo wykryta gwiazda jest tak daleko, że jej światło potrzebowało 12,9 miliarda lat, zanim dotarło do Ziemi, wyglądając nam tak, jak wtedy, gdy wszechświat miał tylko 7 procent swojego obecnego wieku, przy przesunięciu ku czerwieni 6,2. Najmniejsze obiekty widziane wcześniej z tak dużej odległości to gromady gwiazd osadzone we wczesnych galaktykach.

Na początku prawie w to nie wierzyliśmy, była znacznie dalej niż poprzednia najbardziej odległa gwiazda z najwyższym przesunięciem ku czerwieni.powiedział astronom Brian Welch z Johns Hopkins University w Baltimore.

Normalnie na tych odległościach całe galaktyki wyglądają jak małe smugi, a światło milionów gwiazd miesza się ze sobą. Galaktyka, w której znajduje się ta gwiazda, została powiększona i zniekształcona przez soczewkowanie grawitacyjne w długi półksiężyc, który nazwaliśmy Łukiem Wschodu Słońca.powiedział Welch.

Po szczegółowym przestudiowaniu galaktyki Welch ustalił, że jedną z cech jest niezwykle powiększona gwiazda, którą nazwał Earendel, co po staroangielskim oznacza „gwiazdę poranna”. Odkrycie daje nadzieję na otwarcie niezbadanej ery bardzo wczesnego powstawania gwiazd.

Earendel istniał tak dawno temu, że mógł nie mieć tych samych surowców, co gwiazdy wokół nas dzisiaj.wyjaśnił Welch.

Studiowanie Earendela będzie oknem na erę wszechświata, której nie znamy, ale to doprowadziło do wszystkiego, co wiemy. To tak, jakbyśmy czytali naprawdę interesującą książkę, ale zaczęliśmy od drugiego rozdziału, a teraz będziemy mieli okazję zobaczyć, jak to wszystko się zaczęło.powiedział Welch.
informacja: HUBBLESITE

Astronomowie odkryli największą jak dotąd molekułę w dysku tworzącym planety

Przy pomocy Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile, badacze z Obserwatorium w Lejdzie w Holandii po raz pierwszy wykryli eter dimetylowy w dysku, w których formują się planety. To największa molekuła zidentyfikowana do tej pory w tego rodzaju dyskach. Jest ona prekursorem większych cząsteczek organicznych, które mogą prowadzić do powstania życia.

Z uzyskanych wyników możemy dowiedzieć się więcej na temat pochodzenia życia na naszej planecie i na tej podstawie ulepszyć koncepcje potencjalnego życia w innych systemach planetarnych. To bardzo ciekawe widzieć, jak nasze rezultaty układają się w szerszy obraz.mówi Nashanty Brunken, studentka w Obserwatorium w Lejdzie, które jest częścią Uniwersytetu w Lejdzie. Brunken jest pierwszą autorką badan opublikowanych dzisiaj w Astronomy & Astrophysics.

Eter dimetylowy (dimetyloeter) to cząsteczka organiczna powszechnie występująca w obłokach gwiazdoztwórczych, ale nigdy wcześniej nie dostrzeżona w dyskach tworzących planety. Dokonano także przypuszczalnej detekcji mrówczanu metylu, złożonej cząsteczki podobnej do eteru dimetylowego, która również jest cegiełką tworzącą większe molekuły organiczne.

To niesamowicie ekscytujące, że w końcu wykryliśmy większe molekuły w dyskach. Przez pewien czas sądziliśmy, że ich zaobserwowanie nie jest możliwe.wskazuje współautorka Alice Booth, która również pracuje w Leiden Observatory.

Molekuły znaleziono w dysku tworzącym planety wokół młodej gwiazdy IRS 48 (znanej też jako Oph-IRS 48), korzystając z pomocy ALMA – obserwatorium, którego współwłaścicielem jest Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO). IRS 48 znajduje się 444 lat świetlnych od nas w kierunku gwiazdozbioru Wężownika. Była celem licznych badań, ponieważ jej dysk ma asymetryczną „pułapkę na pył” w kształcie orzechów nerkowca. Obszar ten, prawdopodobnie uformowany w efekcie występowania pomiędzy gwiazdką, a pułapką nowo narodzonej planety lub małej towarzyszki gwiazdowej, zatrzymuje dużą liczbę ziaren pyłu milimetrowej wielkości, które mogą łączyć się i rosnąć do obiektów o rozmiarach kilometrowych , takich jak komety, planetoidy, a potencjalnie nawet planety.

Uważa się, że w obłokach gwiazdotwórczych tworzy się wiele złożonych cząsteczek organicznych, takich jak eter dimetylowy, zanim jeszcze powstają same gwiazdy. W tych zimnych środowiskach atomy i proste molekuły, takie jak tlenek węgla, przyklejają się do ziaren pyłu, tworząc warstwę lodu i poddając się reakcjom chemicznym, których produktem są bardziej skomplikowane cząsteczki. Ostatnio naukowcy odkryli, że pułapka na pył w dysku IRS 48 jest także rezerwuarem lodu zawierającym ziarna pyłu pokryte lodem bogatym w złożone molekuły. Znajduje się w rejonie dysku, w którym ALMA dostrzegła oznaki występowania cząsteczek eteru dimetylowego: gdy ogrzewanie od IRS 48 powoduje sublimację lodu w gaz, uwięzione molekuły oddzedziczone po zimnym obłoku są uwalniane i stają się wykrywalne.

Jeszcze ciekawsze jest to, że teraz wiemy, iż większe, bardziej złożone molekuły są dostępne do zasilania dysków tworzących planety. Wcześniej tego nie wiedziano, gdyż większość cząsteczek jest ukryta w lodzie.tłumaczy Booth.

Odkrycie eteru dimetylowego sugeruje, że wiele innych złożonych cząsteczek, które są powszechnie wykrywane w obszarach gwiazdotwórczych, także może skrywać się na lodowych strukturach w dyskach tworzących planety. Molekuły te są prekursorami cząsteczek prebiotycznych takich jak aminokwasy i cukry, które są podstawowymi cegiełkami życia.

Badając ich powstawanie i ewolucję naukowcy mogą następnie lepiej zrozumieć, w jaki sposób cząsteczki prebiotyczne trafiają na planety, włącznie z naszą własną.

Jesteśmy bardzo zadowolone, że możemy zacząć śledzić całą podróż tych złożonych molekuł od obłoków gwiazdotwórczych do dysków tworzących planety i komet. Mamy nadzieję, że dzięki kolejnym obserwacjom będzie można przejść o krok dalej w zrozumieniu pochodzenia molekuł prebiotycznych w Układzie Słonecznym.mówi Nienke van der Marel z Obserwatorium w Lejdzie, biorąca udział w badaniach.

Przyszłe badania IRS 48 przy pomocy Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT), który jest obecnie budowany w Chile przez ESO i szykowany do rozpoczęcia działania pod koniec bieżącej dekady, pozwolą zespołowi na zbadanie chemii bardzo wewnętrznego rejonu dysku, gdzie mogą powstawać planety takie jak Ziemia.

informacja: ESO

Teleskopy ESO pomogły w odkryciu największej grupy planet swobodnych

Planety swobodne to nieuchwytne obiekty kosmiczne o masach porównywalnych z masami planet w Układzie Słonecznym, ale nie krążące wokół żadnej gwiazdy, a zamiast tego wędrujące swobodnie na własną rękę. Do tej pory nie znano wiele takich obiektów, ale zespół astronomów wykorzystujący dane z kilku teleskopów Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) oraz z innych obserwatoriów, właśnie odkrył co najmniej 70 nowych planet swobodnych w naszej galaktyce. Jest to największa grupa planet swobodnych odkryta do tej pory, ważny krok w stronę zrozumienia pochodzenia i własności tych tajemniczych galaktycznych nomadów.

Nie wiedzieliśmy ilu możemy się spodziewać i jesteśmy podekscytowani, że znaleźliśmy tak wiele planet swobodnych.mówi Núria Miret-Roig, astronom pracująca w Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux (Francja) i na University of Vienna (Austria), pierwsza autorka nowych badań opublikowanych dzisiaj w Nature Astronomy.

Planety swobodne, czające się daleko od jakiejkolwiek gwiazdy, która mogłaby je oświetlać, nie byłyby możliwe do sfotografowania w zwykłych warunkach. Jednak Miret-Roig i jej zespół wykorzystał fakt, że kilka milionów lat po powstaniu, planety te nadal są wystarczająco gorące, aby świecić, czyniąc możliwym bezpośrednie ich wykrycie czułymi kamerami na wielkich teleskopach. Naukowcy odkryli co najmniej 70 nowych planet swobodnych o masach porównywalnych do Jowisza, w obszarze gwiazdotwórczym niedaleko Słońca (Upper Scorpius oraz Ophiuchus w gwiazdozbiorach Skorpiona i Wężownika).

Aby dostrzec wiele planet swobodnych, zespół badawczy użył danych rozciągających się na około 20 lat z licznych teleskopów naziemnych i kosmicznych.

Mierzyliśmy niewielkie ruchy, kolory i jasności dziesiątek milionów źródeł na dużym obszarze nieba. Pomiary te pozwoliły nam na dobrą identyfikację najsłabszych obiektów w tym obszarze – planet swobodnych. wyjaśnia Miret-Roig.

Badacze użyli obserwacji z teleskopów ESO: Bardzo Dużego Teleskopu (VLT), Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), VLT Survey Telescope (VST) oraz 2,2-metrowego teleskopu MPG/ESO znajdujących się w Chile, a także innych teleskopów. „Znaczna większość naszych danych pochodzi z obserwatoriów ESO, które były absolutnie krytyczne dla tych badań. Ich duże pole widzenia i unikatowa czułość były kluczami do suckesu” wyjaśnia Hervé Bouy, astronom z Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux we Francji, kierujący nowymi badaniami. „Użyliśmy dziesiątek tysięcy zdjęć szerokiego pola z teleskopow ESO, odpowiadających setkom godzin czasu obserwacyjnego i dosłownie dziesiątek terabajtów danych.”

Zespół wykorzystał także dane z satelity Gaia (należącego do Europejskiej Agencji Kosmicznej), pokazując wielki sukces wynikający ze współpracy teleskopów naziemnych i kosmicznych w badaniach i zrozumieniu Wszechświata.

Wyniki badań sugerują, że może istnieć o wiele więcej tych nieuchwytnych, bezgwiezdnych planet niż odkryto do tej pory.

Może być kilka miliardów tego typu olbrzymich planet swobodnie poruszających w Drodze Mlecznej bez swoich gwiazd macierzystych.wskazuje Bouy.

Badając nowo odnalezione planety swobodne, astronomowie mogą znaleźć wskazówki na temat powstawania tych zagadkowych obiektów. Niektórzy naukowcy sądzą, że planety swobodne mogą formować się z kolapsu gazowego obłoku, który jest zbyt mały, aby doprowadzić do powstania gwiazd, albo że mogą zostać wyrzucone ze swoich macierzystych systemów. Ale kwestia, który z tych mechanizmów jest bardziej prawdopodobny pozostaje nieznana.

Dalszy rozwój w technologii będzie kluczowy dla wyjaśnienia zagadki tych planetarnych nomadów. Zespół naukowy ma nadzieję na kontynuowanie badan w jeszcze dokładniejszych szczegółach, gdy dostępny stanie się Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), budowany obecnie przez ESO na chilijskiej pustynia Atakama. Ma on zacząć obserwacje za kilka lat.

Obiekty te są ekstremalnie słabe i niewiele da się zrobić przy pomocy aktualnie dostępnych przyrządów. ELT będzie absolutnie kluczowy w zbieraniu informacji na temat planet swobodnych, które odkryliśmy.mówi Bouy.
informacja: ESO

Astronomowie znajdują “dziwne” gwiazdy pokryte spalonym helem

Ponad 10 000 lat świetlnych od Ziemi dwie mega gorące gwiazdy zmieniają to, co astronomowie wiedzą o ewolucji gwiazd. Obiekty są wyjątkowe ze względu na swój egzotyczny skład powierzchni, mianowicie są otulone węglem i tlenem, popielatymi pozostałościami płonącego helu.

Gwiazdy zostały niedawno odkryte przez zespół z Niemiec, korzystający z danych z Wielkiego Teleskopu Binokularowego w Arizonie i przeglądu LAMOST. Gwiazdy są gęste i i mają bardzo wysoką temperaturę, która na powierzchni jest około 10 razy wyższe niż na naszym Słońcu. To ich powierzchnia czyni je tak wyjątkowymi, ponieważ składają się z węgla i tlenu, które powstają podczas spalania helu. Szczegóły dotyczące odkrycia PG1654+322 i PG1528+025 zostały niedawno opublikowane w  czasopismach naukowych.

Chociaż powierzchnie gwiazd składają się z węgla i tlenu, uważa się, że ich rdzenie nadal są helem, na podstawie ich temperatury i promieni. To jest bardzo dziwne.

Normalnie spodziewamy się, że gwiazdy o takim składzie powierzchni już zakończyły spalanie helu w swoich jądrach i będą na dobrej drodze, by stać się białymi karłami. Te nowe gwiazdy są poważnym wyzwaniem dla naszego zrozumienia ewolucji gwiazd.powiedział Klaus Werner, astronom z Uniwersytetu w Tybindze w Niemczech i główny autor nowego w komunikacie Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.

Innymi słowy, wydaje się, że zewnętrzna powierzchnia gwiazd już przeszła fuzję jądrową, ale ich rdzenie wciąż są żywymi reaktorami jądrowymi. (To odróżnia obiekty od białych karłów, które są małymi, zwartymi gwiazdami na samym końcu swojego życia, pozbawionymi paliwa jądrowego.) Odkrycie tej egzotycznej struktury w naturalny sposób prowadzi do pytania, w jaki sposób te gwiazdy mogły powstać. Wraz z badaniami tego zespołu jest drugi nowy artykuł, również w Monthly Notices of RAS, który bada, w jaki sposób może powstać rzadka klasa gwiazd.

Uważamy, że dziwne obiekty odkryte przez Klausa Wernera mogły powstać w wyniku rzadkiego typu łączenia się gwiazd. W naszym artykule argumentujemy, że w odpowiednich warunkach biały karzeł węglowo-tlenowy może zostać zakłócony i akreowany przez towarzysza, tworząc obiekty takie jak te odkryte przez Wernera.powiedział Miller Bertolami, astrofizyk z Instytutu Astrofizyki w La Plata w Argentynie i główny autor drugiego artykułu.

Bertolami dodał, że podczas łączenia się dwóch białych karłów, bardziej masywny obiekt może rozbić mniejszy obiekt swoim przyciąganiem grawitacyjnym. Zamiast dwóch gwiazd polubownie mieszających materię, aby stać się jedną gwiazdą, interakcja może bardziej przypominać dłoń zakładającą rękawiczkę, podczas której jedna gwiazda kanibalizuje drugą.

Idąc dalej, naukowcy będą musieli zmienić swoje modele ewolucji gwiazd, aby sprawdzić, czy takie połączenia mogą faktycznie skutkować gwiazdami takimi jak PG1654+322 i PG1528+025. Jest kilka palących pytań, na które wciąż trzeba odpowiedzieć.