Co ciekawe, prof. dr hab. W艂odzimierz Bednarek i dr hab. Julian Sitarek (prof. U艁), kt贸rzy teraz uczestniczyli w tym odkryciu, ju偶 jedena艣cie lat wcze艣niej zaproponowali model teoretyczny przewiduj膮cy taki rodzaj i 藕r贸d艂o emisji promieniowania.
艁贸dzcy naukowcy z Katedry Astrofizyki Wydzia艂u Fizyki i Informatyki Stosowanej U艁 kt贸rzy uczestniczyli w tej prze艂omowej obserwacji, pracuj膮 w ramach projektu MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescopes). Ich odkrycie wskazuje na nowy typ 藕r贸de艂 cz膮stek bardzo wysokich energii w przestrzeni kosmicznej, znaczenie proces贸w przyspieszania cz膮stek podczas wybuch贸w gwiazd nowych, a tak偶e na ich udzia艂 w tworzeniu promieniowania kosmicznego wype艂niaj膮cego nasz膮 Galaktyk臋.
Wyniki obserwacji i ich interpretacja znalaz艂y si臋 w opublikowanym w艂a艣nie w presti偶owym czasopi艣mie . Jednym z g艂贸wnych autor贸w publikacji jest dr hab. Julian Sitarek (prof. U艁).
Od czerwonego olbrzyma do bia艂ego kar艂a
呕ycie gwiazdy rozpoczyna si臋 od jej uformowania z zag臋szcze艅 materii w ogromnych ob艂okach gazu. Dla masywnych gwiazd ko艅czy si臋 ono widowiskowymi wybuchami, w czasie kt贸rych ich jasno艣膰 staje si臋 por贸wnywalna do jasno艣ci macierzystej galaktyki. Natomiast los gwiazd o ma艂ych masach, wielko艣ci naszego S艂o艅ca, b臋dzie inny. S艂o艅ce w ci膮gu nast臋pnych 5 miliard贸w lat wyczerpie zasoby paliwa j膮drowego i rozedmie si臋, osi膮gaj膮c faz臋 czerwonego olbrzyma, a nast臋pnie skurczy si臋 do rozmiar贸w Ziemi, staj膮c si臋 superg臋stym bia艂ym kar艂em.
S艂o艅ce jest gwiazd膮 pojedyncz膮, tymczasem w Galaktyce 1/3 gwiazd wyst臋puje w parach z innymi. Bia艂y karze艂 w takim podw贸jnym uk艂adzie gwiazdowym mo偶e 艣ci膮ga膰 materi臋 z towarzysza - czerwonego olbrzyma, tworz膮c jej warstw臋 na swojej powierzchni. Po przekroczeniu pewnej krytycznej masy, nast臋puje wybuch termoj膮drowy w warstwie wodoru bia艂ego kar艂a.
Rozgrzana materia zostaje wyrzucona w przestrze艅 kosmiczn膮 z pr臋dko艣ci膮 tysi臋cy kilometr贸w na sekund臋 i rozb艂yska z jasno艣ci膮 nawet 100.000 razy przewy偶szaj膮c膮 typow膮 jasno艣膰 gwiazdy podobnej do S艂o艅ca. Najlepiej wida膰 to na pochodz膮cej ze 藕r贸d艂a superbossa.com/MPP. Taka gwiazda staje si臋 nagle widzialna na nocnym niebie nawet z odleg艂o艣ci tysi臋cy lat 艣wietlnych. Historycznie te obiekty by艂y nazwane 鈥瀞tella nova鈥� - nowymi gwiazdami.
RS Ophiuchi 鈥� wybuch i promieniowanie gamma
Gwiazda RS Ophiuchi w Konstelacji W臋偶ownika jest now膮 powrotn膮, kt贸ra wybucha co kilkana艣cie lat. Kolejna jej eksplozja zosta艂a zaobserwowana na Ziemi 8 sierpnia 2021 roku, najpierw przez teleskopy optyczne. W ci膮gu kilku nast臋pnych godzin Large Area Telescope na pok艂adzie satelity Fermi zarejestrowa艂 r贸wnie偶 promieniowanie gamma z RS Ophiuchi.
Obserwacje te spowodowa艂y skierowanie w jej stron臋 teleskop贸w czerenkowowskich - H.E.S.S. w Namibii oraz MAGIC na Wyspach Kanaryjskich, i odkrycie emisji gamma o energiach foton贸w nawet kilkadziesi膮t razy wi臋kszej ni偶 obserwowane przez Fermi. Obserwacje teleskopami MAGIC pozwoli艂y wykry膰 promieniowanie, kt贸re jest setki miliard贸w razy bardziej energetyczne ni偶 promieniowanie widzialne oraz scharakteryzowa膰 emisj臋 z nowej powrotnej RS Ophiuchi ju偶 24 godziny po jej wybuchu.
艁膮cz膮c dane otrzymane z teleskop贸w MAGIC z obserwacjami przy ni偶szych energiach grupa naukowc贸w wsp贸艂pracuj膮cych w ramach projektu MAGIC po raz pierwszy wykaza艂a, 偶e promieniowanie gamma z gwiazd nowych powstaje w wyniku przyspieszania proton贸w na fali uderzeniowej wywo艂anej przez eksplozj臋.
Tajemnice nowych powrotnych
Jedynie cz臋艣膰 proton贸w traci swoj膮 energi臋, produkuj膮c promieniowanie gamma. Wi臋kszo艣膰 ucieka do przestrzeni mi臋dzygwiezdnej. Wk艂ad wybuchu gwiazdy nowej RS Ophiuchi do 艣redniego galaktycznego promieniowania kosmicznego jest niewielki. Stanowi zaledwie u艂amek tego, kt贸re pochodzi od ich bardziej gwa艂townych kuzyn贸w, supernowych, ko艅cz膮cych 偶ycie w pojedynczym, ale o rz臋dy wielko艣ci bardziej energetycznym wybuchu. Jednak w przypadku nowych powrotnych, protony przyspieszone w kolejnych wybuchach b臋d膮 si臋 kumulowa膰, tworz膮c wok贸艂 nich b膮ble o zwi臋kszonej g臋sto艣ci promieniowania kosmicznego.
Chocia偶 analiza emisji z RS Ophiuchi da艂a pierwsze przekonuj膮ce dowody pochodzenia promieniowania gamma z gwiazd nowych, wci膮偶 bez odpowiedzi pozostaje szereg pyta艅 o natur臋 tych obiekt贸w. Nadal nie wiemy, czy emisja tego promieniowania wymaga obecno艣ci czerwonego olbrzyma w uk艂adzie gwiazdowym z bia艂ym kar艂em, czy jest zjawiskiem bardziej uniwersalnym, wyst臋puj膮cym r贸wnie偶 w innych typach gwiazd nowych (np. klasycznych nowych zawieraj膮cych gwiazd臋 typu naszego S艂o艅ca).
艁贸dzcy naukowcy maj膮 nadziej臋, 偶e obserwacje teleskopami czerenkowskimi w nadchodz膮cych latach pozwol膮 uzyska膰 odpowied藕 tak偶e na to pytanie.
Opracowanie: Centrum Promocji U艁