Polacy obserwowali niebo na pustyni w Chile. Odkryli nową klasę gwiazd. Wielka zagadka

Odkrycie Polaków opisane zostało w prestiżowym czasopiśmie "Nature Astronomy". Badania prowadzone są od kilku lat w Warszawskim Obserwatorium Południowym będącym częścią Obserwatorium Las Campas w Chile.

 

Trzysta nocy obserwacji rocznie

 

Obserwatorium to położone jest w Ameryce Południowej na Pustyni Atacama w Andach na wysokości 2300 m n.p.m. To jedna z najlepszych na Ziemi lokalizacji do obserwacji nieba. W ciągu roku jest tu średnio 300 nocy na tyle pogodnych, że można bez przeszkód badać gwiazdy.

 

- Odkrycie nowej klasy gwiazd pulsujących było niezwykłą przygodą, która rozpoczęła się w 2013 roku. Wówczas - ku naszemu zaskoczeniu - zauważyliśmy pierwszy taki zagadkowy obiekt - powiedział dr hab. Paweł Pietrukowicz, lider badań i pierwszy autor publikacji.

 

- Wydawało się, że wiemy już praktycznie wszystko o gwiazdach pulsujących, że znamy wszystkie ich rodzaje, a jednak natknęliśmy się na coś nowego, zupełnie nietypowego – wyjaśnił dr hab. Pietrukowicz.

 

Niebieskie gwiazdy, które "puchną"

 

Polscy badacze zaobserwowali niebieskie gwiazdy pulsujące, które co około pół godziny (20-40 minut) zmieniają swój promień aż o kilkanaście procent, a więc ze sporą częstotliwością "puchną", a potem się kurczą. W skrócie otrzymały one nazwę BLAP, jako skrót od angielskiego określenia Blue Large-Amplitude Pulsators.

 

Wcześniej obserwowano gwiazdy zmieniające swoją jasność znacznie - z dużą amplitudą - ale wolno, z okresem rzędu godzin, dni czy nawet lat.

 

- A my znaleźliśmy zupełnie nową klasę gwiazd - gwiazdy pulsujące, które zmieniają jasność z dużą amplitudą w bardzo krótkim czasie. Przed nami nikt takich obiektów wcześniej nie namierzył - powiedział Pietrukowicz.
 
Tak szybkich zmian nie obserwowano dotąd w przypadku żadnych innych obiektów pulsujących. Modele teoretyczne potwierdzają jednak, że takie zachowanie jest możliwe.

 

- Takie zmiany jasności to bardzo duże zmiany, jeśli wyobrazimy sobie, że to obiekty nieco tylko mniejsze od naszego Słońca - opisał astronom.

 

Czternaście pulsujących słońc

 

Aby odkryć przyczyny tej zmienności przeprowadzono szereg dodatkowych obserwacji przy użyciu największych teleskopów świata. Pokazały one, że nowoodkryte obiekty mają temperaturę aż 30 tysięcy kelwinów (są więc o wiele gorętsze niż Słońce, które ma 5800 kelwinów), a przyczyną ich zmienności są pulsacje.

 

Na tej podstawie opracowano model gwiazdy. Jest on zbliżony do modeli gwiazd olbrzymów - 96 proc. masy jest skupione w jądrze o wielkości zaledwie 20 proc. promienia całej gwiazdy. Pozostała część to lekka, rozdęta otoczka, która pulsuje w szybkim rytmie - stąd duże amplitudy zmian blasku takiej gwiazdy.

 

Badaczom udało się rozpoznać 14 takich gwiazd nowego typu. Wszystkie są zlokalizowane w naszej Galaktyce.

 

Ciągle nie wiadomo jednak, jak te obiekty powstały.

 

Z połączenia dwóch małych gwiazd

 

- Z całą pewnością do takiej konfiguracji nie mogło dojść na drodze ewolucji samotnej gwiazdy. Chyba, że taka gwiazda przemknęła kiedyś w sąsiedztwie supermasywnej czarnej dziury rezydującej w Centrum Galaktyki. Wówczas czarna dziura zdarła z niej zewnętrzną otoczkę - teoretyzuje prof. Wojciech Dziembowski, astrofizyk teoretyk i drugi autor pracy w "Nature Astronomy".

 

To jednak, zdaniem astrofizyków z Uniwersytetu Warszawskiego, możliwość mało prawdopodobna.

 

- Innym, bardziej realnym pomysłem jest interpretacja BLAP-ów jako wyniku połączenia się dwóch gwiazd o małych masach. Przyszłe obserwacje tych wyjątkowych obiektów powinny ułatwić rozwiązanie tej zagadki - stwierdził dr hab. Paweł Pietrukowicz.
 
Badania zrealizowano w ramach projektu The Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), którego kierownikiem jest prof. Andrzej Udalski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. Astronomowie z projektu OGLE w ciągu 25 lat działalności odkryli i sklasyfikowali około miliona gwiazd zmiennych okresowych, z czego prawie połowa to gwiazdy pulsujące. To największa kolekcja w dziejach całej światowej astronomii.

 

Ćwierć wieku przeczesywania nocnego nieba

 

Przegląd OGLE to sztandarowy polski projekt naukowy obchodzący w tym roku jubileusz 25-lecia. Każdej pogodnej nocy, praktycznie nieprzerwanie od 1992 roku, w Obserwatorium Las Campanas na chilijskiej Pustyni Atacama wykonywane są pomiary jasności kilkuset milionów gwiazd naszej Galaktyki w celu poszukiwania różnorodnych obiektów zmieniających jasność - powiedział kierownik projektu OGLE prof. Andrzej Udalski.

 

- Specjalizujemy się w ciągłym monitorowaniu gwiazd naszej Galaktyki - co noc obserwujemy praktycznie miliard gwiazd. Spośród tego wyławiamy to, co zmienia się w czasie. A w tej zmienności siedzą różne fascynujące informacje - wyjaśnił Pietrukowicz.

 

- Ludziom się wydaje, że stoimy przy teleskopie i przykładamy do niego oko. Ale już około 150 lat temu wprowadzono do astronomii płyty fotograficzne. A trzy dekady temu zastąpiły je kamery CCD - stwierdził naukowiec. - Do naszego teleskopu podłączona jest kamera, którą podczas jednej pogodnej nocy zbieramy obrazy nieba zajmujące w sumie nawet 100 GB pamięci.

 

Superkomputery w służbie astrofizyki

Do analizy danych potrzebne są ogromne dyski, aby archiwizować takie ilości danych i superkomputery, aby te informacje móc na bieżąco analizować. Według naukowca zawód astronoma to w zasadzie ciągła praca przy komputerze.

 

Dzieki analizie danych astronomowie śledząc zmiany jasności obiektów na nieboskłonie, obserwują np. wybuchy gwiazd nowych i supernowych, "tańczące" ze sobą gwiazdy podwójne i szukają nowych planet w odległych układach. Wśród obiektów, które na niebie zmieniają swoją jasność są też gwiazdy pulsujące - m.in. cefeidy i miry.

 

PAP, polsatnews.pl

Czytaj więcej