Rozgrzany kokon materii wokół wybuchającej gwiazdy supernowej


Artystyczna wizja błysku gamma złożonego z wybuchającej supernowej (jasny obiekt pośrodku), jasno świecącego strumienia cząstek, rozchodzącego się w wąskim stożku w dwóch przeciwstawnych kierunkach oraz prostopadłego do niego kokona materii (Copyright NASA/D. Berry)

Poznańscy astronomowie, pracujący w międzynarodowym zespole, obserwowali błysk gamma i związany z nim kokon rozgrzanej materii, po raz pierwszy potwierdzając związek tego zjawiska z jednoczesnym wybuchem supernowej. Obserwacje prowadzone pod przewodnictwem dr. hab. Michała Michałowskiego z Instytutu Obserwatorium Astronomiczne UAM w Poznaniu zostały wykonane przy pomocy Teleskopu Romana Baranowskiego – robotycznego instrumentu należącego do UAM, znajdującego się w Arizonie (USA) i zarządzanego zdalnie z Poznania poprzez Internet. Wyniki badań zostały opublikowane w najnowszym numerze Nature z dnia 17 stycznia 2019 r.

Patrząc na gwiazdy spokojnie świecące na nocnym niebie nie zdajemy sobie sprawy, że Wszechświat przypomina pole minowe. Od czasu do czasu targają nim potężne wybuchy tzw. gwiazd supernowych, które w krótkim czasie potrafią świecić tak jasno jak cała galaktyka, złożona z setek milionów „normalnych” gwiazd. Najjaśniejsze we Wszechświecie są jednak błyski gamma, będące wybuchami najbardziej masywnych gwiazd, które w ten spektakularny sposób kończą swój żywot.

Ogólnie przyjęty model teoretyczny błysku gamma przewiduje pojawienie się trzech komponentów: skoncentrowanego w wąskim stożku strumienia cząstek (wysyłającego promieniowanie w różnych zakresach widma światła), rozgrzanego kokona materii otaczającego gwiazdę, oraz emisji światła związanej z wybuchem supernowej.


Na zdjęciu widoczny jest zdalnie sterowany teleskop RBT/PST2 w Arizonie, którym astronomowie z Obserwatorium UAM w Poznaniu obserwowali potężną eksplozję bardzo odległej gwiazdy, oznaczoną numerem GRB171205A. W ramce widoczne zdjęcie wykonane przez teleskop na którym widać badany obiekt (kropka oznaczona strzałką) oraz jego macierzystą galaktykę (rozmyta plamka na prawo od niego)

Zjawisko to przypominałoby więc połączenie żarówki (supernowa) z doczepioną do niej niezwykle jasną latarką (strumień cząstek) świecącą w dwóch przeciwstawnych kierunkach. Obserwując żarówkę z boku widzimy światło wybuchającej supernowej, jeśli zaś znajdziemy się w wąskim stożku światła żarówki, oślepia nas błysk gamma. Dla kompletu do tego zestawu należałoby dodać pierścień rozgrzanego gazu w płaszczyźnie prostopadłej do wiązki światła latarki. Pierścień ten powstaje z materii wyrzucanej z szybko rotującego jądra gwiazdy.

O ile jednoczesność błysku gamma i wybuchu supernowej typu Ic została już wielokrotnie wykazana, o tyle istnienie kokona materii przewidywanego przez model teoretyczny było zagadką. Gdy 5 grudnia 2017 roku w pobliskiej galaktyce, odległej od nas o 500 milionów lat świetlnych, pojawił się błysk gamma GRB 171205A, grupa astronomów z 13 różnych krajów rozpoczęła jego intensywne obserwacje, wykorzystując do tego wiele różnych teleskopów na całym świecie. Ich analiza pozwoliła po raz pierwszy potwierdzić istnienie kokona materii otaczającego wybuchającą gwiazdę supernową i jej związek z błyskiem gamma.

W zespole UAM dr. hab. Michała Michałowskiego znajdowali się: prof. Tadeusz Michałowski, dr Krzysztof Kamiński, dr hab. Tomasz Kwiatkowski i mgr Mikołaj Krużyński.

Źródło: Instytut Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Artykuł naukowy: https://www.nature.com/articles/s41586-018-0826-3

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.