Przejdź do treści

Zdjęcie efektów zderzania się wiatrów od masywnych gwiazd

img

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) zaprezentowało zdjęcie struktury będącej efektem zderzania się wiatrów gwiazdowych od dwóch masywnych gwiazd Wolfa-Rayeta. Układ może czekać mocno wybuchowa przyszłość w postaci błysku gamma. Wśród autorów publikacji opisującej wyniki badań jest Polka pracująca w Australii.

Zbadany obiekt to niedawno odkryty układ potrójny gwiazd, oddalony od nas o około 8 tysięcy lat świetlnych i oznaczony jako 2XMM J160050.7-514245. Jest on otoczony pyłem w kształcie wiru. Inspirując się tym kształtem naukowcy nadali układowi roboczą nazwę Apep, od egipskiego bóstwa przedstawianego w formie gigantycznego węża. Według egipskiej mitologii, Apep, znany także jako Apophis, co noc toczył walkę z bogiem Słońca - Ra.

Zaprezentowane zdjęcie zostało uzyskane przy pomocy instrumentu VISIR, pracującego na należącym do ESO teleskopie VLT w Obserwatorium Paranal w Chile. Do badań użyto także Teleskopu Angielsko-Australijskiego (AAT), który jest największy teleskopem optycznym na terenie Australii.

Apep to układ potrójny gwiazd. Co prawda na zdjęciu widać dwa obiekty gwiazdowe, ale jednym z nich jest podwójna gwiazda Wolfa-Rayeta, nie rozdzielona na zdjęciu. Gwiazdy Wolfa-Rayeta (gwiazdy WR) to stadium ewolucji niektórych bardzo masywnych gwiazd. W tej fazie przebywają one jedynie kilkaset tysięcy lat, czyli niewiele w porównaniu z czasem życia gwiazd. Gwiazdy WR charakteryzują się niezwykle silnym wiatrem gwiazdowym poprzez który tracą sporo materii. Prędkość takiego wiatru to miliony kilometrów na godzinę, na przykład wiatr w układzie Apep ma prędkość 12 milionów km/h (3400 km/s).

Właśnie wiatr gwiazdowy jest odpowiedzialny za wirową strukturę widoczną na zdjęciu - jest ona skutkiem zderzania się wiatrów od dwóch gwiazd Wolfa-Rayeta. Astronomowie wskazują, że pył  porusza się dużo wolniej niż wiatr gwiazdowy (2 miliony km/h), co z kolei oznacza, że zapewne jedna z gwiazd wyrzuca zarówno szybki, jak i wolny wiatr gwiazdowy (w różnych kierunkach).

"Zakrzywiona struktura jest formowana przez krążące wokół siebie gwiazdy układu podwójnego, które wstrzykują pył do ekspandującego wiatru gwiazdowego, co tworzy wzór podobny do tego co widać, gdy pracuje obrotowy zraszacz trawy. Ponieważ wiatr ekspanduje tak mocno, rozdyma maleńkie pasma pyłu, ujawniając fizykę gwiazd znajdujących się w sercu systemu" wyjaśnia prof. Peter Tuthil z Syndey University.

Co więcej, przypuszczalnie gwiazda ta ma rotację bliską krytycznej: obraca się z taką szybkością, że prawie się rozerwie. Według teorii, tak szybko rotujące gwiazdy WR mogą być poprzedniczkami długich błysków gamma.

„Jest to pierwszy tego typu system odkryty w naszej galaktyce. Nie spodziewaliśmy się znaleźć takiego układu na naszym własnym podwórku” mówi Joseph Callingham z Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON), pierwszy autor publikacji, która ukazała się w "Nature Astronomy".

Udział w badaniach miała Polka, absolwentka astronomii na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie, od wielu lat mieszkająca w Australii, pracująca na University of New South Wales w Sydney. Dr Kędziora-Chudczer była zaangażowana w obserwacje w podczerwieni przy pomocy 3,9-metrowego Teleskopu Angielsko-Australijskiego, z detektorem IRIS2 umożliwiającym uzyskiwanie fotografii i obserwacji spektroskopowych.

Polsko-australijska astronom podkreśla, iż aktualnie wśród naukowców trwa debata nam przyczynami i mechanizmami rozbłysków gamma. Mogą one pochodzić z supernowych, kilonowych, ale także z szybko rotujących gwiazd w końcowym stadium ewolucji. Błyski gamma dzielą się na krótkie (rzędu sekundy) i długie (rzędu minuty). Właśnie ten drugi rodzaj może być związany z szybko rotującymi gwiazdami.

"W trakcie ewolucji gwiazdy zazwyczaj spowalniają swój ruch obrotowy, dlatego szybko rotujące gwiazdy można zwykle znaleźć w układach podwójnych, w których jedna gwiazda rozszerza się i traci materię. Następnie materia ta zostaje przechwycona przez drugą gwiazdę, która zaczyna rotować szybciej. Zasada jest podobna, jak w przypadku łyżwiarza, który przyspiesza rotację w czasie piruetu, gdy przyciąga ramiona do ciała" tłumaczy dr Kędziora-Chudczer.

Więcej informacji:

 

Źródło: ESO / University of Sydney / Nature Astronomy

 

Na zdjęciu:

Obłok pyłu otaczający układ potrójny gwiazd 2XMM J160050.7-514245 (robocza nazwa: Apep). Struktura jest efektem zderzania się wiatrów gwiazdowych od dwóch gwiazd Wolfa-Rayeta. Źródło: ESO/Callingham et al.