7 decembrie 2021
3 C
București

Ce rămâne după ce o stea pitică albă explodează

De citit...

Astronomii care studiază Observatorul Chandra au analizat resturile supernovei G344.7-0.1, pe care le-au localizat în galaxia Calea Lactee la aproximativ 19.600 de ani lumină de Pământ.

Aceste resturi aparțin unei clase de supernove numite „Tipul Ia”, supernove care pot rezulta dintr-o stea pitică albă (una dintre cele mai stabile stele), care acumulează material de la o stea însoțitoare până când aceasta explodează.

Telescoapele scrutează Calea Lactee

Noua imagine compozită studiată arată G344.7-0.1, o rămășiță de supernovă creată de o supernovă de tip Ia, prin ochii diferitelor telescoape. Razele X de la Observatorul de raze X Chandra al NASA (albastru) au fost combinate cu date în infraroșu de la telescopul spațial Spitzer al NASA (galben și verde), precum și cu date radio din tabloul foarte mare al NSF și din telescopul din Australia al Organizației de cercetare științifică și industrială a Commonwealth-ului  Compact Array (roșu).

Astronomii estimează că G344.7-0.1 are o vechime de aproximativ 3.000 până la 6.000 de ani în ani tereștri. Pe de altă parte, cele mai cunoscute și observate pe scară largă rămășițe de tip Ia, inclusiv Kepler, Tycho și SN 1006, toate au explodat în ultimul mileniu, așa cum s-a văzut de pe Pământ. Prin urmare, această privire profundă asupra G344.7-0.1 cu Chandra oferă astronomilor o fereastră către o fază târzie importantă în evoluția unei rămășițe de supernovă de tip Ia. 

Ce găsim prin „praful” de stele

Atât valul de explozie în expansiune, cât și resturile stelare produc raze X în rămășițele supernovei. Pe măsură ce resturile se deplasează spre exterior de la explozia inițială, întâmpină rezistență din partea gazului înconjurător și încetinește, creând o undă de șoc inversă care se deplasează înapoi spre centrul exploziei.

Acest proces este similar cu un blocaj de trafic pe o autostradă, unde pe măsură ce trece timpul, un număr tot mai mare de mașini se vor opri sau încetini în spatele accidentului, determinând blocajul de trafic să se deplaseze înapoi.

Șocul invers încălzește resturile la milioane de grade, făcând să strălucească în raze X.

Alte rămășițele de tip Ia precum Kepler, Tycho și SN 1006 sunt prea tinere pentru ca șocul invers să aibă timp să călătorească în mod plauzibil înapoi pentru a încălzi toate resturile din centrul rămășiței. Cu toate acestea, vârsta relativ avansată a G344.7-0.1 înseamnă că șocul invers s-a deplasat înapoi prin întregul câmp de resturi.

O versiune separată a culorilor obținute numai cu datele Chandra prezintă emisiile de raze X din fier (albastru) și respectiv siliciu (roșu) și raze X produse de accelerația electronilor pe măsură ce sunt deviați de nucleele atomilor încărcați pozitiv ( verde).

Regiunea cu cea mai mare densitate de fier și structurile de siliciu în formă de arc sunt etichetate.

Imaginea Chandra a lui G344.7-0.1 arată că regiunea cu cea mai mare densitate de fier (albastru) este înconjurată de structuri în formă de arc (verde) care conțin siliciu.

Structuri similare arcului se găsesc pentru sulf, argon și calciu.

Datele Chandra sugerează, de asemenea, că regiunea cu fierul cu cea mai mare densitate a fost încălzită de șocul invers mai recent decât elementele din structurile asemănătoare arcului, ceea ce înseamnă că este situată în apropierea adevăratului centru al exploziei stelare.

Aceste rezultate susțin predicțiile modelelor pentru explozii de supernova de tip Ia, care arată că elementele mai grele sunt produse în interiorul unei pitice albe care explodează.

Această imagine Chandra în trei culori arată, de asemenea, că zona cu cea mai mare densitate de fier este situată în dreapta centrului geometric al rămășiței supernova. Această asimetrie este probabil cauzată de gazul care înconjoară rămășița fiind mai dens în dreapta decât în stânga.

Pitica albă se numără printre cele mai stabile stele 

Pitica albă se numără printre cele mai stabile stele. Rămase pe cont propriu, aceste stele care și-au epuizat cea mai mare parte a combustibilului nuclear – deși sunt de obicei la fel de masive ca Soarele – și micșorate la o dimensiune relativ mică pot dura miliarde sau chiar trilioane de ani.

Cu toate acestea, o pitică albă cu o stea însoțitoare din apropiere se poate transforma într-un un butoi de pulbere cosmică.

Dacă orbita însoțitoarei o aduce prea aproape, pitica albă poate extrage material din ea și crește atât de mult încât devine instabilă și explodează. Acest tip de explozie stelară se numește supernovă de tip Ia.

Deși în general este acceptat de astronomi că astfel de întâlniri între pitice albe și stele însoțitoare „normale” sunt o sursă probabilă de explozii de supernove de tip Ia, multe detalii ale procesului nu sunt bine înțelese.

O modalitate de a investiga mecanismul exploziei este de a privi elementele lăsate în urmă de supernovă în resturile sau materia eliberată în spațiul cosmic.

O lucrare care descrie aceste rezultate a fost publicată în iulie 2020 în Jurnalul astrofizic și este disponibilă online. Autorii studiului sunt Kotaro Fukushima (Tokyo University of Science, Japonia), Hiroya Yamaguchi (JAXA), Patrick Slane (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian), Sangwook Park (University of Texas, Austin), Satoru Katsuda (Saitama University , Japonia), Hidetoshi Sano (Universitatea Nagoya, Japonia), Laura Lopez (Universitatea de Stat din Ohio, Columb), Paul Plucinsky (Centrul de Astrofizică), Shogo Kobayashi (Universitatea de Științe din Tokyo) și Kyoko Matsushita (Universitatea de Știință din Tokyo) . Datele radio au fost furnizate de Elsa Giacani de la Institutul de Astronomie și Fizică Spațială, care a condus un studiu al G344.7-0.1 publicat în 2011 în revista Astronomy and Astrophysics. Centrul de zbor spațial Marshall al NASA gestionează programul Chandra. Centrul de raze X Chandra al Observatorului astrofizic Smithsonian coordonează activitatea științifică din Cambridge Massachusetts și operațiunile de zbor din Burlington, Massachusetts.

Autor: Corina Gheorghe
Foto/video: NASA
- Publicitate -spot_img

Mai multe articole

Știrile zilei

- Publicitate -spot_img