Jedna na miliard gwiazd – niezwykłe odkrycie satelity Gaia oraz miłośników astronomii

Wizja artystyczna układu Gaia14aae z gorącym białym karłem pożerającym swojego kompana. Materia towarzysza spada na białego karła tworząc dysk dookoła niego. Przybierający na masie biały karzeł może w końcu wybuchnąć jako supernowa i rozpaść się na kawałki.

Źródło: Instytut Astronomii, Uniwersytet w Cambridge


Astronomowie za pomocą europejskiego kosmicznego obserwatorium Gaia odkryli wyjątkowy układ podwójny gwiazd, w którym jedna z gwiazd jest „pożerana” przez drugą. Odkrycie pozwoli lepiej zrozumieć ostatnie etapy życia gwiazd i wybuchy supernowych.

Międzynarodowy zespół naukowców z pomocą miłośników astronomii odkrył układ podwójny gwiazd składający się z niezwykle gęstej gwiazdy – białego karła – który kradnie materię od swojego sąsiada. Białe karły są tak gęste, że łyżeczka ich materii ważyłaby tyle co słoń! Obie gwiazdy są bardzo blisko siebie, co prowadzi do serii wybuchów, dlatego  astronomowie określają takie układy mianem gwiazd kataklizmicznych.

Jeden z takich wybuchów, będących oznaką kanibalizmu gwiazdowego, został zarejestrowany przez satelitę Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej. Nagłe pojaśnienie gwiazdy zostało zauważone przez system wykrywania anomalnych zachowań obiektów astrofizycznych (alertów) zaprojektowany przez naukowców z Uniwersytetu w Cambridge (Wielka Brytania) oraz Uniwersytetu Warszawskiego.

Informację o odkryciu tego obiektu, nazwanego Gaia14aae, przekazano miłośnikom astronomii i zawodowym astronomom, w tym m.in. zrzeszonym w Centrum Astrofizyki Podwórkowej (ang. Center of Backyard Astrophysics; CBA). Ich obserwacje nie tylko potwierdziły wybuch, ale także dowiodły, że gwiazdy ułożone są względem Ziemi tak, że w trakcie wzajemnego obiegu całkowicie przesłaniają się nawzajem. Gwiazdy układu Gaia14aae krążą tak blisko siebie, że zaćmienie ma miejsce co około 50 minut.

Dodatkowe obserwacje naziemne wykonali też astronomowie z całej Europy zrzeszeni w sieci obserwatoriów działającej w ramach europejskiego grantu OPTICON. Kluczowe dane zebrali polscy astronomowie i studenci astronomii w obserwatoriach Ostrowik pod Warszawą i Białków pod Wrocławiem. Warszawscy studenci prowadzili również intensywne obserwacje tego obiektu z obserwatorium w Loiano koło Bolonii we Włoszech.

„Układ o takim nachyleniu względem nas to niezwykła rzadkość i okazja, aby dokładniej zbadać jego składniki” podkreśla dr Heather Campbell z Instytutu Astronomii w Cambridge, która koordynowała kampanię obserwacji Gaia14aae. „To niesamowite, że o odkryciu niezwykłych właściwości układu poinformowali nas miłośnicy astronomii” – powiedziała dr Campbell. „Jest to wspaniały przykład tego, że amatorzy mogą przyczynić się do rozwoju współczesnej nauki” – dodała.

Obserwacje prowadzone przez zespół dr Campbell z użyciem Teleskopu Williama Herschela na Wyspach Kanaryjskich wykazały, że w układzie Gaia14aae znajduje się spora ilość helu, ale brak tam wodoru, najpowszechniejszego pierwiastka we Wszechświecie. Gwiazdy kataklizmiczne, w których widmie nie widać wodoru, zaliczane są do rzadkiej klasy gwiazd typu AM Canum Venaticorum (AM CVn). Gaia14aae jest pierwszym odkrytym układem gwiazd AM CVn, w którym obserwujemy całkowite zaćmienia.

Układy gwiazd typu AM CVn składają się z małego i gorącego białego karła pożerającego swojego większego towarzysza, zwykłą gwiazdę. Grawitacja gorącego i niezwykle gęstego karła sprawia, że jego towarzysz nadyma się niczym balon i jest z nim silnie związany. W układzie Gaia14aae towarzysz białego karła ma masę zaledwie 1,5% masy Słońca, ale mimo tego przewyższa go rozmiarami. Biały karzeł ma rozmiary zbliżone do Ziemi a masę około 1 masy Słońca.

Układy typu AM CVn to potencjalnie wybuchowy związek gwiazd. Dzięki nim astronomowie chcą dowiedzieć się więcej o mechanizmie wybuchów supernowych typu Ia. Wybuchy supernowych tego szczególnego typu – w układach podwójnych zawierających białego karła – posłużyły do wykrycia przyspieszającej ekspansji Wszechświata (odkrycie nagrodzone Noblem w roku 2011), jednakże sam mechanizm wybuchu do tej pory nie jest poznany.

Dzisiaj nie jesteśmy w stanie powiedzieć, jaki los czeka układ Gaia14aae. Być może biały karzeł wybuchnie w postaci supernowej albo zedrze ze swojego towarzysza całą materię i obędzie się bez kosmicznych fajerwerków.  „Na pewno odkrycie tego niezwykłego układu przybliży nas do rozwiązania zagadki wybuchów supernowych” mówi dr Morgan Fraser z Instytutu Astronomii w Cambridge. „To odkrycie, dokonane już w pierwszych miesiącach działania satelity Gaia, pokazuje prawdziwy potencjał tej misji oraz systemu wykrywania anomalii na niebie, który koordynujemy” dodaje dr hab. Łukasz Wyrzykowski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego[2].

Rezultaty badania układu Gaia14aae zostaną niebawem opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.
Więcej informacji o misji Obserwatorium Kosmicznego Gaia i systemie alertów: http://gaia.esa.int oraz http://gaia.ac.uk.



Kontakt dla mediów:

dr hab. Łukasz Wyrzykowski
Obserwatorium Astronomiczne
Uniwersytet Warszawski
Tel: 608 648817
Email: lw@astrouw.edu.pl



Informacje dodatkowe:
[1] Misją Obserwatorium Kosmicznego Gaia, stworzonego przez Europejską Agencję Kosmiczną przy udziale około 500 naukowców z całej Europy, jest wykonanie precyzyjnej trójwymiarowej mapy Drogi Mlecznej. Satelita został wystrzelony w grudniu 2013 roku i rozpoczął swoje pięcioletnie obserwacje całego nieba w czerwcu 2014 roku. Obserwatorium wyposażone jest w detektor liczący niemal miliard pikseli i posłuży przede wszystkim do pomiarów ruchów i jasności miliarda gwiazd naszej Galaktyki. Każda z gwiazd zostanie zaobserwowana około stu razy, co pozwala na wykrycie gwiazd zmiennych oraz anomalnego zachowania obiektów astrofizycznych, w tym różnego rodzaju wybuchów.

[2] Dr hab. Łukasz Wyrzykowski jest odpowiedzialny za organizację sieci naziemnych teleskopów, które dostarczają uzupełniające obserwacje zjawisk astrofizycznych wykrytych przez satelitę Gaia. Prace te prowadzone są w obrębie czteroletniego pan-europejskiego programu OPTICON, wspierającego rozwój europejskiej astronomii w ramach grantu realizowanego w 7. Programie Ramowym UE. Program ten jest też wsparty grantami Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz Narodowego Centrum Nauki.


Liczba odsłon: 1571


Wizja artystyczna obserwatorium Gaia podczas pracy. W tle pas naszej galaktyki – Drogi Mlecznej.

Źródło: ESA/ATG medialab/ESO/S.Brunier

http://sci.esa.int/gaia/51979-artists-impression-of-gaia/