supernova | Svět2000

Hvězdě veleobra nekončí životnost, za její blikání může jiný faktor

28. 10. 2024 Iveta Mauci 4 min read 654 Zobrazení Alpha Ori B, Betelbuddy, Betelgeus, Centrum výpočetní astrofyziky Flatiron, souhvězdí Orion, supernova

Astrofyzika Astronomie Nové Vesmír

Desátá nejjasnější hvězda noční oblohy, Betelgeuse, podle nové studie zjasňování a stmívání hvězdy, nemusí být na pokraji výbuchu jako supernova.

Místo toho nedávný výzkum ukazuje, že pozorované pulsování hvězdného světla je pravděpodobně způsobeno neviditelnou doprovodnou hvězdou obíhající kolem Betelgeuse.

Hvězda je formálně pojmenovaný Alpha Ori B, „Betelbuddy“, jak ho nazývá astrofyzik Jared Goldberg, se chová jako sněžný pluh. Když hvězda obíhá Betelgeuse, vytlačuje světlo blokující prach z cesty a dočasně činí Betelgeuse jasnějším.

„Vyloučili jsme všechny vnitřní zdroje variability, které nás napadly, proč se zjasňování a stmívání děje tímto způsobem,“ řekl Goldberg, hlavní autor studie a výzkumný pracovník Flatiron v Centru výpočetní astrofyziky Flatiron. „Jediná hypotéza, která se zdála být vhodná, je, že Betelgeuse má společníka.“

Odhalení Betelbuddy

Betelgeuse je hvězda rudého obra, jejíž jas je asi 100 000krát větší než jas našeho Slunce a více než 400 milionkrát větší. Hvězda se blíží ke konci své životnosti a když zemře, výsledná exploze bude dostatečně jasná na to, aby ji bylo možné vidět i během dne po několik týdnů.

***Obrázek: Grafické znázornění Betelgeuse a Betelbuddy.***

Astronomové mohou předpovědět, kdy Betelgeuse zemře, účinným „kontrolováním tepu“. Je to proměnná hvězda, což znamená, že je jasnější a slabší a pulzuje jako tlukot srdce. V případě Betelgeuse existují dva srdeční tepy: jeden, který pulzuje v časovém měřítku o něco delší než rok a druhý, který pulzuje v časovém měřítku asi šest let.

Jedním z těchto srdečních tepů je základní režim Betelgeuse, vzorec zjasňování a stmívání, který je vlastní samotné hvězdě. Pokud je základním módem hvězdy její dlouhý srdeční tep, pak by Betelgeuse mohla být připravena vybuchnout dříve, než se očekávalo.

Pokud je však jeho základním režimem jeho krátký srdeční tep, jak naznačuje několik studií, pak jeho delší srdeční tlukot je fenomén nazývaný dlouhá sekundární perioda. V takovém případě by toto delší zjasňování a stmívání bylo způsobeno něčím vnějším vůči hvězdě.

Vědci si stále nejsou jisti, co způsobuje dlouhé sekundární periody, ale jedna z hlavních teorií je, že vznikají, když má hvězda společníka. Který kolem ní krouží a proniká vesmírným prachem, který je produkován a vypuzován hvězdou. Vytlačený prach mění, kolik světla hvězd dopadá na Zemi a mění tak zdánlivou jasnost hvězdy.

Jiné procesy

Vědci zkoumali, zda dlouhé sekundární období nemohly způsobit jiné procesy, jako je víření vnitřku hvězdy, nebo periodické změny v silném magnetickém poli hvězdy. Po zkombinování dat z přímých pozorování Betelgeuse s pokročilými počítačovými modely, které simulují aktivitu hvězdy, tým dospěl k závěru, že Betelbuddy je zdaleka nejpravděpodobnějším vysvětlením.

„Nic dalšího je nenapadlo,“ řekl Goldberg. „V zásadě, pokud neexistuje žádný Betelbuddy, pak to znamená, že se děje něco mnohem podivnějšího. Něco, co nelze vysvětlit současnou fyzikou.“

Tým ještě musí přesně určit, co je Betelbuddy, ale předpokládá, že je to hvězda o hmotnosti až dvojnásobku hmotnosti Slunce.

„Exotičtější hypotéza, která se mi osobně líbí, i když se názory mých spoluautorů mohou lišit, je, že společníkem je neutronová hvězda. Jádro hvězdy, která již prošla supernovou,“ říká. „Nicméně v tom případě bychom očekávali, že o tom uvidíme důkaz pomocí rentgenových pozorování, což se nestalo.“ Myslím, že bychom se měli podívat znovu.“

***Obrázek: Infografika popisující, jak Betelbuddy ovlivňuje zdánlivý jas Betelgeuse.***

***Obrázek: Pozice Betelgeuze v souhvězdí Orion.***

Nový pohled na starou hvězdu

Dále si tým zahraje na paparazzi a pokusí se pořídit snímky Betelbuddyho dalekohledy, protože kolem 6. prosince bude potenciální okno viditelnosti.

„Musíme potvrdit, že Betelbuddy skutečně existuje, protože náš výsledek je založen na dedukci, nikoli na přímé detekci,“ říká Molnár. „Takže teď pracujeme na návrzích pozorování.“

Vědci poznamenávají, že tato studie byla možná pouze díky týmové vědě.

Betelgeuse „je cílem nesčetných studií od úsvitu moderní astrofyziky,“ říká Molnár. „A přesto je zde stále prostor pro nové významné objevy: v tomto případě se jedná o hvězdu podobnou slunci, která se skrývá na očích v nesmírné záři červeného veleobra.“

Zdroj: EurekAlert, The Astrophysical Journal, Centrum výpočetní astrofyziky Flatiron

Astrofyzici řeší záhadu poslední nevysvětlené supernovy z roku 1181

25. 10. 2024 Iveta Mauci 4 min read 592 Zobrazení 3D model, astrofyziky, Dana Patchick, hostující hvězda, Institut vědy a techniky Rakousko, mplhovina Pa 30, Pa 30, rok 1181, supernova, supernova SN 1181, Zombie hvězda

Astrofyzika Astronomie Nové Vesmír

Supernova a zombie hvězda ve tvaru pampelišky zářila na obloze šest měsíců v roce 1181 než zmizela.

Tato událost, zaznamenaná čínskými a japonskými pozorovateli téměř před tisíciletím jako „hostující hvězda“, po staletí mátla astronomy. Je to jedna z mála supernov, které byly zdokumentované před vynálezem dalekohledů. Navíc zůstala nejdéle „sirotkem“, což znamená, že k ní nemohl být přiřazen žádný z dnes viditelných nebeských objektů. Nachází se v blízkosti souhvězdí Cassiopeia.

Nyní je známá jako supernova SN 1181. Její zbytek byl v roce 2021 vysledovaný až k mlhovině Pa 30, kterou v roce 2013 našla amatérská astronomka Dana Patchick při zkoumání archivu snímků z dalekohledu WISE v rámci projektu občanského vědce.

Důkaz neobvyklé asymetrie

Kromě vláken ve tvaru pampelišky a jejich balistické expanze je celkový tvar supernovy velmi neobvyklý. Tým by mohl prokázat, že ejekta, materiál ve vláknech vymrštěný pryč z místa výbuchu , je neobvykle asymetrický. To naznačuje, že asymetrie pramení ze samotné počáteční exploze.

Také se zdá, že vlákna mají ostrou vnitřní hranu, která ukazuje vnitřní „mezeru“ obklopující zombie hvězdu. „První podrobná 3D charakterizace rychlosti a prostorové struktury zbytku supernovy hodně napoví o jedinečné kosmické události, kterou naši předkové pozorovali před staletími.

Zombie hvězda

Tato mlhovina ale není typickým pozůstatkem supernovy. Ve skutečnosti byli astronomové zaujati tím, že v jejím středu našli přeživší „zombie hvězdu“, zbytek ve zbytku.

Předpokládá se, že k supernově 1181 došlo, když byla spuštěna termonukleární exploze na husté mrtvé hvězdě zvané bílý trpaslík.

Typicky by byl bílý trpaslík při tomto typu exploze zcela zničený, ale v tomto případě některá hvězda přežila a zanechala za sebou jakousi „zombie hvězdu“. Tento typ částečné exploze se nazývá supernova typu Iax. Ještě zajímavější je, že z této zombie hvězdy vycházela podivná vlákna připomínající okvětní lístky květu pampelišky.

Asistentka ISTA Ilaria Caiazzo a hlavní autor studie Tim Cunningham, člen centra NASA pro astrofyziku, Harvard & Smithsonian, nyní získají bezprecedentní detailní pohled na tato podivná vlákna.

Obrázek: Umělecký koncept pozůstatku supernovy zvané Pa 30. Pozůstatek po výbuchu supernovy, který byl svědkem ze Země v roce 1181. Za zaprášenou slupkou vyvrženého materiálu vyčnívají neobvyklá vlákna síry. Pozůstatky původní hvězdy, která explodovala. Nyní nafouknutá horká **hvězda se může ochladit a stát se ve středu zbytku** bílým trpaslíkem. Keck Cosmic Web Imager (KCWI) na observatoři WM Keck na Havaji zmapoval podivná vlákna ve 3D a ukázal, že létají směrem ven rychlostí přibližně 1000 kilometrů za sekundu.

3D model balisticky se rozpínající exploze

Tým kolem Cunninghama a Caiazza mohl tento podivný zbytek supernovy podrobně studovat díky Keck Cosmic Web Imager (KCWI) společnosti Caltech. KCWI je spektrograf umístěný 4000 metrů na observatoři WM Keck na Havaji, poblíž vrcholu sopky Mauna Kea, nejvyššího vrcholu Havaje.

Jak jeho název napovídá, KCWI byl navržený tak, aby detekoval některé z nejslabších a nejtemnějších zdrojů světla ve vesmíru, nazývaných „kosmická síť“. KCWI je navíc tak citlivý a chytře navržený, že dokáže zachytit spektrální informace pro každý pixel v obrázku.

3D film supernovy

Dokáže také měřit pohyb hmoty při hvězdné explozi, čímž vzniká něco jako 3D film supernovy. KCWI tak činí zkoumáním toho, jak se světlo posouvá při přibližování se k nám, nebo od nás. Což je fyzikální proces podobný známému Dopplerovu posunu, který známe z houkání sirén, které mění svou melodii, když kolem projíždí sanitka.

Místo toho, aby viděli pouze typicky statický obraz ohňostroje, který je společný pro pozorování supernov, mohli vědci vytvořit podrobnou 3D mapu mlhoviny a jejích podivných vláken.

Kromě toho mohli ukázat, že materiál ve vláknech se balisticky pohyboval rychlostí přibližně 1000 kilometrů za sekundu. „To znamená, že vymrštěný materiál nebyl od výbuchu zpomalený ani zrychlený,“ říká Cunningham. „Takže z naměřených rychlostí nám pohled zpět v čase umožnil určit explozi téměř přesně na rok 1181.“

3D rekonstruovaného zbytku supernovy Pa 30 / (c) Adam Makarenko / Tiskový zdroj EurekAlert.

Zdroje: EurekAlert, The Astrophysical Journal Letters

Vědci zkouší novou metodu jak sledovat neutrina. Dali jim příchuť

14. 8. 2024 Iveta Mauci 2 min read 331 Zobrazení aplikace, chuť, dynamická rovnice, fyzika neutrin, neutrina, slučování hvězd, studie, supernova, věda, vesmír

Astronomie Fyzika Nové Věda Vesmír

Složité uspořádání a velký počet neutrin ve hvězdných systémech znemožňuje jejich sledování. Jde o velký oříšek i při sledování pouhé části neutrin. Podle studie zveřejněné Úřadem pro vědecké a technické informace amerického ministerstva energetiky vědci zkoumali potenciální způsob, jak tento problém vyřešit.

Vědci doufají, že jejich aplikace v astrofyzice pomůže vyřešit dynamické rovnice, které vznikají při vzniku hvězd, supernov a dalších hvězdných systémů. Nová metoda umožňuje používat nejmodernější hydrodynamické simulační kódy. Tento přístup zahrnuje rozšíření tradičních metod výpočtu pohybu neutrin tak, aby zahrnovaly kvantově mechanickou změnu chuti. Takový přístup snižuje složitý výpočet toho, jak se neutrina chovají ve složitých systémech.

Fyzika neutrin

Při sloučení supernov, nebo vzniku neutronových hvězd, dojde k vystřelení mnoha typů chemických a fyzických prvků do prostoru. Jako poslové změn pak putují vesmírem. Od fotonů po gravitační vlny. Od neutrin po těžké prvky. Všichni tito poslové poskytují vědcům nové poznatky o fyzice hvězdných objektů.

Aby vědci mohli tyto „posly“ používat, potřebují pochopit fyziku neutrin. Protože neutrina nesou podstatnou část energie těchto systémů. Kromě toho vědci potřebují porozumět interakcím s obsahem neutrin, aby dokázali předpovědět obsah těžkých prvků, produkovaných při explozí hvězd a při slučování hvězd.

Úhlové momenty zapouzdřují celkový počet a tok neutrin do malé sady pohybových rovnic. Vědci pak mohou tyto rovnice použít k výpočtu změny „chuti“ neutrin. Snížený počet rovnic v metodě úhlového momentu nabízí cestu vpřed pro řešení problémů s transformací chuti neutrin v kompaktních astrofyzikálních objektech. Jako je sloučení neutronových hvězd.

Další články z vědy

Vědecký pohled na neutrina

Podle vědců mají neutrina kvantově mechanickou vlastnost zvanou „chuť“. Tato chuť se může při pohybu vesmírem transformovat. Hlavním úkolem při sledování fyzického pohybu neutrin je změna jejich chuti v astrofyzikálních systémech, jako jsou supernovy s kolapsem jádra a sloučení neutronových hvězd.

*Trojrozměrné obrysy kvantové koherence v simulaci neutrinového momentu. Simulace začíná náhodnými počátečními podmínkami a vyvine strukturu za méně než nanosekundu.*

Cíl metody transformace chuti

Výzkumníci testovali metodu na typu transformace chuti neutrin nazývané „rychlá příchuť“, pro kterou jsou úhlové informace o neutrinech známým požadavkem pro transformaci. Výsledkem bylo, že metoda velmi dobře zachytila růst transformace.

Vyhlídky na použití poloklasického přístupu založeného na úhlovém momentu k zahrnutí kvantově mechanických efektů chuti při transportu neutrin ve zbytku sloučení neutronové hvězdy lze aplikovat do takové transformace.

Vědci došli k tomuto závěru díky použití zdroje z Národního vědeckého výpočetního střediska pro energetický výzkum, oddělení pro uživatele energie. Při své práci také používali stroj Payne, který jim poskytla státní univerzita v Severní Karolíně.

Vědecká studie s otevřeným přístupem doi.org/10.1016/j.physletb.2023.138210

Kolaps masivní hvězdy způsobil nejjasnější a nejdelší gama záblesk

14. 4. 2024 Andrea Březinová 0 komentářů 7 min read 298 Zobrazení CSA, ESA, gama záření, JWST, loď, NASA, supernova

TOP 10 Věda Vesmír

Zatímco tento objev řeší jednu záhadu, další záhada se prohlubuje. Pozorování kosmického dalekohledu Jamese Webba nevykazují žádné známky těžkých prvků. V říjnu 2022 pozoroval mezinárodní tým výzkumníků, včetně astrofyziků Northwestern University, dosud nejjasnější gama záblesk (GRB), jaký byl kdy zaznamenán, GRB 221009A.

Nyní tým pod vedením Severozápadu potvrdil, že fenomén odpovědný za historický výbuch, přezdívaný BOAT („nejjasnější všech dob“), je kolaps a následná exploze masivní hvězdy. Tým objevil explozi nebo supernovu pomocí vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST) NASA.

Zatímco tento objev řeší jednu záhadu, další záhada se prohlubuje.

Vědci spekulovali, že důkazy o těžkých prvcích, jako je platina a zlato, by se mohly nacházet v nově objevené supernově. Rozsáhlé pátrání však nenašlo podpis, který takové prvky doprovází. Původ těžkých prvků ve vesmíru nadále zůstává jednou z největších otevřených otázek astronomie.

„Když jsme potvrdili, že GRB byl generován kolapsem masivní hvězdy, dalo nám to příležitost otestovat hypotézu, jak se tvoří některé z nejtěžších prvků ve vesmíru,“ řekl Peter Blanchard z Northwesternu, který vedl studii. „Neviděli jsme známky těchto těžkých prvků, což naznačuje, že extrémně energetické GRB jako BOAT tyto prvky neprodukují.“ To neznamená, že je nevyrábějí všechny GRB, ale je to klíčová informace, protože stále chápeme, odkud tyto těžké prvky pocházejí. Budoucí pozorování s JWST určí, zda „normální“ bratranci ČLUNU produkují tyto prvky.“

Zrození LODĚ

Když její světlo zalilo Zemi 9. října 2022, byla LOĎ tak jasná, že nasytila většinu světových detektorů gama záření. K silné explozi došlo přibližně 2,4 miliardy světelných let daleko od Země ve směru souhvězdí Sagitta a trvala několik set sekund. Když se astronomové snažili pozorovat původ tohoto neuvěřitelně jasného jevu, okamžitě je zasáhl pocit úžasu.

„Dokud jsme schopni detekovat GRB, není pochyb o tom, že tento GRB je nejjasnější, jakého jsme kdy viděli, s faktorem 10 nebo více,“ řekla Wen-fai Fongová, docentka fyziky a astronomie ze Severozápadní univerzity, Vysoké školy umění a vědy a členka CIERA.

„Událost vytvořila některé z fotonů s nejvyšší energií, jaké kdy byly zaznamenány satelity navrženými k detekci gama záření,“ řekl Blanchard. „Byla to událost, kterou Země vidí jen jednou za 10 000 let.“ Máme štěstí, že žijeme v době, kdy máme technologii k detekci těchto výbuchů, které se odehrávají v celém vesmíru. Je tak vzrušující pozorovat tak vzácný astronomický jev, jako je LOĎ, a pracovat na pochopení fyziky za touto výjimečnou událostí.“

„Normální“ supernova

Blanchard, jeho blízká spolupracovnice Ashley Villarová z Harvardské univerzity a jejich tým, než aby událost okamžitě sledovali, chtěli vidět GRB během jeho pozdějších fází. Asi šest měsíců poté, co byl GRB původně detekován, Blanchard použil JWST k prozkoumání jeho následků.

GRB byla tak jasná, že zakryla jakoukoli potenciální signaturu supernovy v prvních týdnech a měsících po výbuchu. V této době probíhal takzvaný dosvit GRB jako světlomety auta jedoucího přímo na vás, které vám bránily vidět samotné auto. Museli jsme tedy počkat, až výrazně zeslábne, abychom měli šanci supernovu spatřit.

Blanchard použil blízký infračervený spektrograf JWST k pozorování světla objektu na infračervených vlnových délkách. Tehdy spatřil charakteristický podpis prvků, jako je vápník a kyslík, které se obvykle vyskytují v supernově. Překvapivě nebyl výjimečně jasný, jako neuvěřitelně jasný GRB, který doprovázel.

„Není o nic jasnější než předchozí supernovy,“ řekl Blanchard. „Vypadá to docela normálně v kontextu jiných supernov spojených s méně energetickými GRB.“ Dalo by se očekávat, že stejná kolabující hvězda produkující velmi energetický a jasný GRB by také vytvořila velmi energetickou a jasnou supernovu. Ale ukazuje se, že tomu tak není. Máme tento extrémně svítivý GRB, ale normální supernovu.“

Absence těžkých prvků

Poté, co Blanchard a jeho spolupracovníci poprvé potvrdili přítomnost supernovy, hledali v ní důkazy o těžkých prvcích. V současné době mají astrofyzici neúplný obrázek o všech mechanismech ve vesmíru, které mohou produkovat prvky těžší než železo.

Primární mechanismus výroby těžkých prvků, proces rychlého záchytu neutronů, vyžaduje vysokou koncentraci neutronů. Astrofyzici zatím potvrdili pouze produkci těžkých prvků prostřednictvím tohoto procesu při splynutí dvou neutronových hvězd, kolizi detekovanou laserovým interferometrem Gravitational-Wave Observatory (LIGO) v roce 2017. Vědci však tvrdí, že musí existovat jiné způsoby výroby tyto nepolapitelné materiály. Ve vesmíru je prostě příliš mnoho těžkých prvků a příliš málo sloučení neutronových hvězd.

„Pravděpodobně existuje jiný zdroj,“ řekl Blanchard. „Sloučení binárních neutronových hvězd trvá velmi dlouho. Dvě hvězdy v binárním systému musí nejprve explodovat, aby za sebou zanechaly neutronové hvězdy. Pak to může trvat miliardy a miliardy let, než se dvě neutronové hvězdy pomalu přibližují a nakonec se spojí. Ale pozorování velmi starých hvězd naznačují, že části vesmíru byly obohaceny těžkými kovy dříve, než většina binárních neutronových hvězd měla čas se sloučit. To nás ukazuje na alternativní kanál.“

Astrofyzici předpokládali, že těžké prvky mohou vzniknout také kolapsem rychle rotující masivní hvězdy, přesného typu hvězdy, která vytvořila LOĎ Pomocí infračerveného spektra získaného pomocí JWST Blanchard studoval vnitřní vrstvy supernovy, kde by měly být vytvořeny těžké prvky.

„Explodovaný materiál hvězdy je v raných dobách neprůhledný, takže můžete vidět pouze vnější vrstvy,“ řekl Blanchard. „Ale jakmile se roztáhne a ochladí, stane se průhledným.“ Pak můžete vidět fotony vycházející z vnitřní vrstvy supernovy.

„Navíc různé prvky absorbují a emitují fotony na různých vlnových délkách v závislosti na jejich atomové struktuře, což dává každému prvku jedinečný spektrální podpis,“ vysvětlil Blanchard. „Proto nám pohled na spektrum objektu může říci, jaké prvky jsou přítomny. Při zkoumání spektra ČLONU jsme nezaznamenali žádné známky těžkých prvků, což naznačuje, že extrémní události jako GRB 221009A nejsou primárními zdroji. To je zásadní informace, protože se i nadále snažíme zjistit, kde se tvoří nejtěžší prvky.“

Proč tolik svítí?

Aby vědci oddělili světlo supernovy od světla jasného dosvitu, který před ní přišel, spojili data JWST s pozorováními z Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) v Chile.

„Dokonce i několik měsíců poté, co byl výbuch objeven, byl dosvit dostatečně jasný, aby přispěl velkým množstvím světla ve spektrech JWST,“ řekl Tanmoy Laskar, odborný asistent fyziky a astronomie na University of Utah a spoluautor studie. studie. „Kombinace dat ze dvou dalekohledů nám pomohla přesně změřit, jak jasný byl dosvit v době našich pozorování JWST, a umožnila nám pečlivě extrahovat spektrum supernovy.“

Ačkoli astrofyzici ještě musí odhalit, jak „normální“ supernova a rekordní GRB byly vytvořeny stejnou zhroucenou hvězdou, Laskar řekl, že to může souviset s tvarem a strukturou relativistických výtrysků. Při rychlé rotaci se masivní hvězdy zhroutí do černých děr a produkují výtrysky materiálu, které startují rychlostí blízkou rychlosti světla. Pokud jsou tyto výtrysky úzké, produkují soustředěnější a jasnější paprsek světla.

„Je to jako zaostřit paprsek baterky do úzkého sloupce, na rozdíl od širokého paprsku, který prochází celou stěnou,“ řekl Laskar. „Ve skutečnosti se jednalo o jeden z nejužších výtrysků, které byly dosud pozorovány u gama záblesku, což nám dává tušit, proč se dosvit objevil tak jasně, jak se objevil.“ Mohou za to i jiné faktory, což je otázka, kterou budou výzkumníci studovat v nadcházejících letech.“

Další stopy mohou také pocházet z budoucích studií galaxie, ve které se LOĎ vyskytla. „Kromě spektra samotné LODĚ jsme získali také spektrum její ‚hostitelské‘ galaxie,“ řekl Blanchard. „Spektrum vykazuje známky intenzivní tvorby hvězd, což naznačuje, že prostředí zrození původní hvězdy se může lišit od předchozích událostí.“

Člen týmu Yijia Li, postgraduální student na Penn State, modeloval spektrum galaxie a zjistil, že hostitelská galaxie BOATu má nejnižší metalicitu, což je míra množství prvků těžších než vodík a helium, ze všech předchozích hostitelských galaxií GRB. „Toto je další jedinečný aspekt LODĚ, který může pomoci vysvětlit její vlastnosti,“ řekl Li.

Studii „JWST detekce supernovy spojené s GRB 221009A bez podpisu r-processu“ podpořila NASA (číslo ocenění JWST-GO-2784) a National Science Foundation (čísla ocenění AST-2108676 a AST-2002577). Tato práce je založena na pozorováních provedených vesmírným teleskopem Jamese Webba NASA/ESA/CSA.

Článek byl upraven z tisové zprávy AAAS.

Sluneční soustava možná přežila výbuch blízké supernovy

6. 7. 2023 Markéta Beňovská, Mgr. 2 min read 459 Zobrazení Astrofyzika, Sluneční soustava, supernova, vesmír, výbuch, výzkum

Nové Vesmír Zajímavosti

Mladá sluneční soustava

Supernova, která vybuchla v blízkosti nově vznikajícího Slunce, mohla zničit naši sluneční soustavu, nebýt štítu z molekulárního plynu. K tomuto závěru dospěli vědci na základě studia izotopů prvků objevených v meteoritech, píše Space.

Tyto vesmírné kameny jsou kusy asteroidů, které vznikly z materiálu, jenž se nacházel v době, kdy se formovalo Slunce a následně planety sluneční soustavy. Meteority jako takové jsou svého druhu zkamenělinami, které vědcům umožňují rekonstruovat vývoj sluneční soustavy.

Výzkumný tým nalezl ve vzorcích meteoritů různé koncentrace radioaktivního izotopu hliníku. Tato informace odhalila, že přibližně před 4,6 miliardami let se na náš planetární dvorek dostalo další množství radioaktivního hliníku. Nejlepším vysvětlením pro takovou injekci radioaktivního materiálu je výbuch blízké supernovy, uvedli členové studijního týmu.

Podle vědců vedených astrofyzičkou Doris Arzoumanian z Japonské národní astronomické observatoře tedy naše mladá sluneční soustava pravděpodobně přežila výbuch supernovy. Dodali, že rodící se kokon sluneční soustavy pravděpodobně fungoval jako nárazník této rázové vlny.

Výbuchy supernov

K výbuchům supernov dochází, když umírajícím masivním hvězdám dojde palivo pro jadernou fúzi a jejich jádra se již nedokážou udržet proti gravitačnímu kolapsu. Když se jádro zhroutí, dojde k výbuchu supernovy, která rozptýlí těžké prvky, jež hvězda za svůj život vytvořila, do vesmíru.

Tento materiál se stane stavebním kamenem další generace hvězd – ale tlaková vlna, která jej vynese ven, může být dostatečně silná na to, aby roztrhala všechny nově vzniklé planetární systémy, které se náhodou nacházejí poblíž.

Hvězdy se rodí v obřích mračnech molekulárního plynu, která se skládají z hustých úponů nebo vláken. Menší hvězdná tělesa, jako je Slunce, vznikají podél těchto vláken, zatímco větší hvězdy, jako je ta, která by explodovala v této supernově, mají tendenci vznikat v místech, kde se tato vlákna vzájemně kříží.

Arzoumanian a jeho tým odhadli, že by trvalo přibližně 300 000 let, než by rázová vlna supernovy rozbila hustý filament chránící mladou sluneční soustavu.

Meteority bohaté na radioaktivní izotopy se oddělily od větších těles, jako jsou asteroidy. To by mohlo působit jako ochrana formující se sluneční soustavy před prudkým zářením vyzařovaným horkými a hmotnými hvězdami, což by mohlo mít negativní vliv na vznik planet, jako je Země.

Nový pohled na vznik hvězd

Vědci se domnívají, že jejich výsledky by mohly mít zásadní význam pro pochopení vzniku a vývoje hvězd a jejich planetárních systémů.

„Tento scénář může mít řadu důležitých důsledků pro naše chápání vzniku, vývoje a vlastností hvězdných systémů,“ napsal tým ve studii, která byla zveřejněna v časopise Astrophysical Journal Letters.

Plutonium vyrobené z vesmíru nalezeno na dně oceánu

20. 4. 2023 Iveta Mauci 1 min read 447 Zobrazení oceán, plutonium, radioaktivní déšť, supernova, vesmír

TOP 10 Vesmír

Stopy vzácných forem železa a plutonia byly nalezeny na dně Tichého oceánu poté, co nějaký druh kataklyzmatu ve vesmíru vytvořil tuto radioaktivní látku a poslal ji deštěm na naši planetu. Mimozemské trosky dorazily na Zemi během posledních 10 milionů let, podle zprávy v časopise Science.

Jakmile dopadl do Tichého oceánu a usadil se na dně, téměř 1600 km hluboko, materiál se začlenil do vrstev horniny, kterou později vytáhla japonská společnost zabývající se průzkumem ropy a darovala ji výzkumníkům.

„Jen vědět, že tam je plutonium, je úžasné,“ říká Brian Fields, astronom z university v Illinois z Urbana-Champaign, který nebyl součástí výzkumného týmu. „Teď máme jen nepatrná množství materiálu. Koneckonců, mluvíme zde o stovkách atomů. Ale měli bychom být za to vděční, protože jsou čerstvě vyrobené z explodujících hvězd.“

Čerstvě vyrobené vzorky, jako jsou tyto, by mohly vědcům pomoci pochopit, jak vesmír koval prvky těžší než železo, jako je zlato, platina, uran a plutonium. „Toto jsou prvky, které jsou stále záhadou,“ říká Anton Wallner, fyzik z Australské národní univerzity v Canbeře, který vedl mezinárodní tým a který provedl novou práci. „Nevíme přesně, kde se vyrábí a kolik se ho vyrábí na různých místech.“

Zjistit zdroj těchto prvků je velký problém pro astronomy, kteří již v podstatě vědí, odkud pochází zbytek periodické tabulky. Vodík a helium se například zrodily při velkém třesku a prvky jako uhlík a kyslík se tvoří v jádrech hvězd. Proto milovaný astronom Carl Sagan rád říkal: „Jsme stvořeni z hvězdné hmoty“.

Astronomové věří, že ty nejtěžší prvky musí pocházet z intenzivnějšího prostředí než je běžná hvězda. Jednou z možností je, když si hmotná hvězda projde smrtelnými bolestmi a exploduje jako supernova.

Pokud je v blízkosti supernova, silný výbuch by vyslal prvky na všechny strany, říká Fields, „všechny tyto prvky, které se v supernově vytvoří, pak doslova prší na naše hlavy, prší na Zemi.“

Nový typ supernovy může zničit atmosféru planety, měli by se pozemšťané bát?

2. 1. 2023 Iveta Mauci 3 min read 444 Zobrazení katastrofa, ohrožení, radiace, supernova, výbuch, Země

Nové TOP 10 Vesmír

Výbuch supernovy je skutečnou katastrofou pro planetu, na které existuje život, jako je Země. Kvůli výskytu supernovy bude planeta pokryta smrtící radiací. Nový výzkum ale odhalil další hrozbu, kterou je speciální typ supernovy. Při tomto výbuchu může zmizet ozónová vrstva, která chrání život před kosmickým zářením. Měli by se obyvatelé Země obávat těchto kosmických jevů, napsal server Space.

Supernovy

Když obří hvězda skončí svůj život, stane se supernovou. V takovou chvíli nastane série velmi silných explozí. Když k tomu dojde, supernovy se stanou jedním z nejjasnějších objektů ve vesmíru a jejich světlo lze přirovnat ke světlu stovek miliard hvězd.

Vědci očekávají, že brzy (brzy, v tomto případě několik milionů let) hvězda Betelgeuse, která se nachází více než 600 světelných let od nás, exploduje jako supernova. Když k tomu dojde, objeví se na pozemské obloze druhý nejjasnější objekt po Slunci. Například i v noci bude vše na Zemi vrhat stíny ještě týdny po výbuchu.

Výbuch supernovy sice vyzařuje obrovské množství viditelného světla, které může člověka snadno oslepit, ale rentgenové a gama záření, které supernova vyzařuje, je nebezpečnější.

supernova/ScienceAlert — Když obří hvězda skončí svůj život, stane se supernovou v sérii velmi silných explozí. Když k tomu dojde, supernovy se stanou jedním z nejjasnějších objektů ve vesmíru a jejich světlo lze přirovnat ke světlu stovek miliard hvězd.

Předpokládá se, že gama záření ze supernovy může poškodit zemskou atmosféru a zejména ozonovou vrstvu, která chrání veškerý život na planetě. Takto silné ultrafialové záření ze Slunce může vést k hromadnému vymírání.

Ještě větší hrozba se ale objeví později. To platí pro kosmické záření, které vybuchlo ze supernovy stovky a tisíce let po výbuchu. Dokážou zcela zničit ozonovou vrstvu a pokrýt planetu smrtelnou dávkou radiace. Vědci se domnívají, že něco podobného se již v historii Země stalo jen před několika miliony let. Astronomové se ale domnívají, že Země je relativně bezpečná, protože poblíž nejsou žádní kandidáti na supernovu, kteří by mohli představovat hrozbu pro život na planetě.

Nový typ supernovy

Mezinárodní skupina vědců představila výzkum, kde poukazují na existenci nového typu supernov, které dále ohrožují planety v galaxii. Zejména ty, které jsou podobné Zemi a mohou potenciálně podporovat život. Podle astronomů mohou tyto supernovy emitovat další formu smrtícího záření, které se šíří ještě dále a představuje vážnou hrozbu pro planety podobné Zemi.

Tyto supernovy se objevují, když hvězda, která má zemřít, má kolem sebe tlustý disk vyvrženého materiálu. Po prvotním výbuchu supernovy se objeví rázová vlna, která narazí do tohoto disku. Tato vlna zahřeje disk na neuvěřitelně vysoké teploty a způsobí, že z něj unikne obrovské množství rentgenového záření.

Supernova/ESO — *Mezinárodní skupina vědců představila studii, kde naznačují existenci nového typu supernov, které dále ohrožují planety v galaxii.*

Takové záření může nést mnohem více energie na větší vzdálenosti od místa výbuchu. Podle vědců mohou takové rentgenové supernovy zničit až 50 % ozónové vrstvy planety podobné Zemi, a to stačí k tomu, aby zmizel veškerý život. Nejhorší je, že takové supernovy mohou svým zářením uštědřit několik ran současně. A během pár desítek měsíců a možná i desítek let kosmické záření konečně zničí atmosféru a veškerý život na planetě. Naštěstí je Země v bezpečí, protože poblíž nejsou žádní kandidáti na rentgenovou supernovu, říkají vědci. Studie naznačuje, že Země se nachází v jedné z nejbezpečnějších oblastí v celé naší galaxii.

Kdy se objeví další supernova v naší galaxii?

8. 9. 2022 Iveta Mauci 4 min read 483 Zobrazení Galaxie, supernova, vesmír

TOP 10 Zajímavosti

Vědci mají k dispozici nové nástroje pro detekci a studium dramatického výbuchu hvězdy

Představte si, že jste astronomem na počátku 17. století. Dalekohled ještě nebyl vynalezen, takže noční oblohu skenujete pouze pouhým okem. Pak jednoho dne uvidíte pozoruhodný jev: Objeví se nová jasná hvězda a na několik příštích týdnů zastíní dokonce i planetu Venuši. Její světlo je tak jasné, že je vidět i za bílého dne. Na obloze setrvává mnoho měsíců, postupem času zhasíná. Takto popisuje chování supernovy magazín Smithsonian.

A přesně „to“ viděl německý astronom Johannes Kepler v roce 1604. Viděli to i pozorovatelé oblohy jinde v Evropě, na Středním východě a v Asii. Nyní víme, že to ve skutečnosti nebyla nová hvězda, ale spíše výbuch supernovy. Obrovský výbuch, ke kterému dojde, když určité hvězdy dosáhnou konce svého života.

Událost z roku 1604 byla poslední, kdy se v naší galaxii Mléčné dráhy objevila supernova. Nebo alespoň poslední, o které je známo, že byla pozorována. Je možné, že se mezitím vyskytly další blízké supernovy, pravděpodobně byly zakryté plynem a prachem. Astronomové si také mohou prohlédnout pozůstatky dávných supernov, jako je krabí mlhovina, jejíž světlo poprvé dosáhlo Země v roce 1054. Další nejlepší věcí po Keplerově supernově v posledních letech byla supernova pozorovaná ve Velkém Magellanově mračnu, malé doprovodné galaxii. Mléčné dráhy, označené v roce 1987 jako1987A. Astronomové také zaznamenali mnoho supernov v jiných galaxiích. Tyto jsou viditelné teleskopem, ale pozorovatelé oblohy by je v době Keplera zcela minuli.

Bylo to dlouhé čekání – 418 let od doby, kdy jsme viděli explodovat hvězdu v naší galaxii. Takže máme zpoždění, abychom zahlédli jasnou blízkou supernovu?

Astronomové odhadují, že v průměru každé století by v naší galaxii měla explodovat jedna až tři hvězdy. Mezera čtyř století je tedy o něco více, než by se dalo čekat. „Statisticky nelze říci, že jsme po splatnosti, ale neformálně všichni říkáme, že jsme po splatnosti,“ říká Fields.

Dnešní astronomové jsou mnohem lépe připraveni na příští supernovu, než byl Kepler, nebo než by byl kdokoli před několika desítkami let. Dnešní vědci jsou vybaveni dalekohledy, které zaznamenávají viditelné světlo. Tyto přístroje ukážou, jak by vypadala supernova, kdybychom k ní mohli letět a podívat se na ni zblízka na vlastní oči. Ale máme také dalekohledy, které dokážou zaznamenat infračervené světlo – světlo, jehož barvy leží za červeným koncem viditelného spektra. Díky delším vlnovým délkám může infračervené světlo procházet plynem a prachem snadněji než viditelné světlo a odhaluje cíle, které tradičními dalekohledy vidět nelze. Například vesmírný dalekohled Jamese Webba nahrává primárně v infračerveném pásmu. Viditelné i infračervené světlo je součástí „elektromagnetického spektra“, ale supernovy také vyzařují jiný druh záření ve formě subatomárních částic zvaných neutrina, a dnes máme detektory, které je také zachytí. Astronomové nyní mají také detektory, které dokážou zaznamenat jemné vlnění ve struktuře časoprostoru známé jako gravitační vlny, o nichž se také předpokládá, že je uvolňují explodující hvězdy.

„Skutečným očekáváním nyní je, že budeme mít trifectu – elektromagnetické vlny, gravitační vlny a neutrina – z exploze supernovy,“ říká Ray Jayawardhana, astronom z Cornell University. „Byl by to neuvěřitelně bohatý zdroj informací a postřehů.“

Vědci popsali dva odlišné typy supernov. V supernově typu I, bílý trpaslík, strhává materiál z doprovodné hvězdy, dokud nevzplane uniklá jaderná reakce. Bílý trpaslík je roztrhán na kusy a trosky se řítí vesmírem. Keplerova supernova byla typu I. V supernově typu II, někdy nazývané supernova s kolapsem jádra, hvězda vyčerpá své zásoby jaderného paliva a zhroutí se vlastní gravitací, kolaps pak „odskočí“ a spustí explozi.

Oba typy supernov mohou být tak jasné, že nakrátko rozzáří celou galaxii. Supernovy typu II, jsou však obzvláště zajímavé, protože uvolňují nejen světlo, ale také obrovské množství neutrin. Ve skutečnosti může emise neutrin začít o něco dříve než samotná exploze, vysvětluje Kate Scholbergová, astronomka z Duke University.

„Pokud je hvězda dostatečně blízko, ve skutečnosti bychom mohli být schopni pozorovat některá z těchto raných neutrin před supernovou, než skutečně dojde ke kolapsu jádra,“ říká Scholbergová. Pokud by se například obří rudá hvězda Betelgeuse stala supernovou, detektory neutrin by pravděpodobně zachytily signál hodiny nebo dokonce dny předtím, než by se samotná exploze stala viditelnou, říká. Jasnost Betelgeuze v posledních letech kolísala a někteří astronomové tvrdili, že to bylo na pokraji výbuchu, ale novější studie naznačují, že stmívání bylo způsobeno buď mračny prachu nebo aktivitou slunečních skvrn na povrchu hvězdy. Očekává se, že obří hvězda vybuchne někdy během příštích 100 000 let.

Pokud neutrina z galaktické supernovy dosáhnou Země, astronomové obdrží automatické varování odeslané řadou neutrinových detektorů známých jako Supernova Early Warning System neboli SNEWS. Scholberg pomohl vyvinout první verzi SNEWS na počátku 21. století. Dnes astronomové vylepšují „SNEWS 2.0“, který bude sloužit stejné funkci jako jeho předchůdce, ale s vylepšenou triangulační schopností. Síť bude používat data ze sedmi různých detektorů – umístěných v šesti různých zemích plus Antarktidě – k určení přibližného směru supernovy v obloha, aby se optické přístroje mohly podívat blíže.

Zdroj: Smithsonian

Foto: Pixabay
Malí zelení mužíčci jsou minulostí, přichází nová teorie bytostí s umělou inteligencí
Foto: TheDigitalArtist / Pixabay / Ilustrační
Tři světla pozorovaná u západního pobřeží USA ve vojenském prostoru, byla asi komerční letadla (video)
Foto: Joa70/Pixabay_Ilustrační
Kniha vázaná v lidské kůži uložená v Houghtonské knihovně, vyvolává etické a historické otázky