Prijavite se na CNN-ovo znanstveno glasilo Wonder Theory. Raziščite vesolje z vznemirljivimi odkritji, znanstvenimi dosežki in drugimi novicami,

CNN
,

Nenavaden zvezdni sistem je povzročil več plapolanja in manj pokov, ko je eksplodiral v supernovi.

Šibka eksplozija, znana kot “ultra-stripped” supernova, je vodila raziskovalce do odkritja dveh zvezd, 11.000 svetlobnih let stran od Zemlje.

To je prva potrjena identifikacija zvezdnega sistema, ki bo nekega dne tvoril kilonovo – ko nevtronske zvezde trčijo in eksplodirajo ter v vesolje bruhajo zlato in druge težke elemente. Redki zvezdni par naj bi bil eden od približno 10 njemu podobnih v galaksiji Rimska cesta.

Na odkritje se je čakalo dolgo časa.

Leta 2016 je Nasin observatorij Neil Gehrels Swift zaznal velik blisk rentgenske svetlobe, ki je izviral iz istega območja na nebu, kjer se je nahajala vroča, svetla zvezda tipa B.

Astronome je zanimalo, ali bi lahko bilo to dvoje potencialno povezano, zato so podatke zajeli s 1,5-metrskim teleskopom na medameriškem observatoriju Cerro Tololo v severnem Čilu.

Eden od tistih, ki so želeli uporabiti te podatke, da bi izvedeli več o zvezdi, je bil dr. Noel D. Richardson, zdaj docent za fiziko in astronomijo na letalski univerzi Embry-Riddle.

Leta 2019 je Clarissa Pavao, podiplomska študentka na univerzi, pristopila k Richardsonu med predavanjem astronomije in ga vprašala, ali ima kakšne projekte, pri katerih bi lahko sodelovala, da bi pridobila izkušnje z astronomskimi raziskavami Huh. Z njim so delili podatke teleskopa in med pandemijo se je Pavao naučil delati s podatki teleskopov v Čilu in jih očistiti, da bi zmanjšal popačenje.

“Teleskop opazuje zvezdo in zajame vso svetlobo, da lahko vidite elemente, ki sestavljajo to zvezdo – vendar imajo zvezde diske snovi okoli sebe,” je dejal Pavao. “Težko je videti naravnost skozi vse te stvari.”

Svoje predhodne rezultate – ki so izgledali kot razpršena ploskev – je poslal Richardsonu, ki je ugotovil, da je določil orbito za sistem dvojnih zvezd. Nadaljnja opazovanja so jim pomagala preveriti orbito binarnega zvezdnega sistema, imenovanega CPD-29 2176.

Toda razred ni bil tak, kot so pričakovali. Običajno se dvojne zvezde gibljejo druga okoli druge v eliptični orbiti. V CPD-29 2176 ena zvezda kroži okoli druge v krožnem vzorcu, ki se ponovi vsakih 60 dni.

Dve zvezdi, ena velika in ena majhna, sta se vrteli druga okoli druge v zelo blizu orbitah. Richardson je dejal, da je sčasoma večja zvezda začela sproščati svoj vodik, pri čemer se je snov sprostila na manjšo zvezdo, katere masa zraste iz 8- ali 9-kratne mase našega Sonca na 18- ali 19-krat večjo. Za primerjavo, masa našega Sonca je 333.000-krat večja od mase Zemlje.

Glavna zvezda je postajala vedno manjša, medtem ko je proizvajala sekundarne zvezde – in do takrat, ko je izčrpala vse svoje gorivo, ni bilo dovolj za proizvodnjo ogromne, energične supernove, da bi sprostila preostanek svojega materiala v vesolje.

Namesto tega je bila eksplozija kot sežig neuporabne petarde.

“Zvezda je bila tako izčrpana, da eksplozija sploh ni imela dovolj energije, da bi[njeno]orbito vrgla v bolj tipično eliptično obliko, ki jo vidimo v podobnih binarnih sistemih,” je dejal Richardson.

Po ultraprogasti supernovi je ostal gost ostanek, znan kot nevtronska zvezda, ki zdaj kroži okoli hitro vrteče se masivne zvezde. Zvezdni par bo ostal v stabilni konfiguraciji približno 5 do 7 milijonov let. Ker sta bila masa in vrtilna količina prenesena na zvezdo B, sprosti disk plina, da ohrani ravnotežje in zagotovi, da se ne raztrga.

Sčasoma bo tudi sekundarna zvezda zgorela skozi svoje gorivo, pri čemer se bo širila in sproščala material kot prej. Toda ta material se ne more zlahka nabrati na nevtronski zvezdi, zato bo namesto tega zvezdni sistem izvrgel material skozi vesolje. Sekundarna zvezda bo verjetno doživela podobno temno supernovo in se spremenila v nevtronsko zvezdo.

Čez čas – to je verjetno nekaj milijard let – se bosta nevtronski zvezdi združili in na koncu eksplodirali v eno. kilonovaV vesolje sprosti težke elemente, kot je zlato.

“Ti težki elementi nam omogočajo, da živimo tako, kot živimo. Večino zlata so na primer ustvarili ostanki supernov v binarnih sistemih ali zvezde, podobne nevtronskim zvezdam, ki smo jih preučevali. O Astronomy World poglablja naše razumevanje in naše mesto v to,” je dejal Richardson.

“Ko gledamo te predmete, gledamo nazaj skozi čas,” je dejal Pavao. “Več kot se bomo naučili o izvoru vesolja, bolj nam bo povedalo, v katero smer gre naš sončni sistem. Kot ljudje smo začeli z enakimi elementi kot te zvezde.”

Študija, ki podrobno opisuje njihove ugotovitve, je bila objavljena v sredo v reviji Narava,

Richardson in Pavao sta sodelovala tudi s fizikom Janom J Aldridgeom na Univerzi v Aucklandu na Novi Zelandiji, strokovnjakom za binarne zvezdne sisteme in njihov razvoj. Aldridge je pregledal na tisoče modelov binarnih zvezd in ocenil, da jih je verjetno le 10 v celotni galaksiji Rimske ceste, podobnih tistemu v njihovi študiji.

Nato želijo raziskovalci delati na tem, da bi izvedeli več o sami zvezdi B in upajo, da bodo opravili nadaljnja opazovanja s Hubblovim vesoljskim teleskopom. Pavao si zastavlja svoje cilje tudi po diplomi – in nadaljuje z raziskovanjem vesoljske fizike z uporabo novih znanj, ki jih je pridobil.

“Nikoli si nisem mislil, da bom delal na evolucijski zgodovini binarnih zvezdnih sistemov in supernov,” je dejal Pavao. “To je bil neverjeten projekt.”