4 Minuten
Apep ūko mįslės atveriamos pažangiu infraraudonųjų spindulių vaizdavimu
Prieš svarbų akademinį etapą radijo astronomas Joe Callinghamas pasidalino išskirtiniu infraraudonųjų spindulių vaizdu, kurio laukta net penkerius metus. Nuotrauka, gauta iš Very Large Telescope (VLT) Čilėje, pavaizdavo dvi milžiniškas mirštančias žvaigždes, apsuptas dulkėmis susiformavusia gigantiška spirale, primenančia gyvatę, ryjančią savo uodegą. Ši žvaigždžių sistema pavadinta Apep, pagal egiptiečių destrukcijos dievą gyvatę. Visai neseniai NASA James Webb kosminis teleskopas (JWST) pateikė dar detalesnį Apep infraraudonųjų spindulių vaizdą, o įspūdingi vaizdai ir naujausi atradimai aprašyti dviejuose moksliniuose straipsniuose, publikuotuose arXiv platformoje.
Milžiniškų žvaigždžių paskutinės stadijos: Wolf-Rayet reiškiniai ir dulkių formavimasis
Masylės žvaigždės prieš savo katastrofišką sprogimą - supernovą - patiria smarkius pokyčius. Šios žvaigždės, vadinamos Wolf-Rayet žvaigždėmis, praranda išorinius vandenilio sluoksnius dėl itin stiprių žvaigždinių vėjų, kurie daug galingesni už Saulės vėją, atidengdami tankius, sunkiųjų elementų branduolius. Wolf-Rayet fazė trunka tik kelis tūkstančius metų, kas kosmologinėje skalėje yra labai trumpa, tačiau itin svarbi žvaigždžių evoliucijai.
Daugelis masyvių žvaigždžių dažnai sudaro dvigubas sistemas, kur gravitaciškai sąveikauja su kita žvaigžde. Kai stiprūs Wolf-Rayet žvaigždės vėjai susiduria su palydovo silpnesniu vėju, dujų srautas susispaudžia ir susiformuoja tankūs, šaltesni regionai, kur anglies prisotinta medžiaga virsta dulkėmis. Šios dulkelės yra vienos iš pirmųjų kietųjų darinių Visatoje bei esminės planetų ir gyvybės sudėčiai.
Iš Wolf-Rayet žvaigždės vėjų beveik linijiškai išmetamos dulkės, tačiau žvaigždžių poros orbitalinis judėjimas šias dulkes suformuoja į įspūdingas spiralines ūko struktūras. Jos primena iš viršaus matomas purkštuvų vandens sroves. Prieš JWST stebėjimus, manyta, kad Apep demonstruos analogišką grakštų spiralinį raštą, kaip ir kitose ištirtose ūko struktūrose.
JWST atskleidžia unikalų Apep dvigubos žvaigždės dinamiką ir dulkių išsidėstymą
Naudodama pažangią JWST infraraudonųjų spindulių kamerą, kuri fiksuoja šilumos pėdsakus kaip ir terminiai vaizdavimo įrenginiai, tyrėjų komanda atskleidė netikėtų Apep sistemos subtilybių. Skirtingai nei dažnose sistemose, kur viena Wolf-Rayet žvaigždė nustelbia silpnesnę porą, Apep turi dvi beveik vienodo masyvumo Wolf-Rayet žvaigždes. Jų vėjų susidūrimas, panašios galios, paskleidžia dulkes į plačią kūginę sritį, suformuodami ne spiralinį, o vėliavos formos ūką.
Ankstesniuose stebėjimuose užfiksuota ir trečia, tolimesnė žvaigždė, galimai susijusi su Apepu. Jos buvimą sustiprina JWST duomenys, atskleidžiantys būdingą dulkių apvalkalo asimetriją – tarsi „įkandimą“, kurį tikriausiai suformavo trečiosios žvaigždės vėjų sąveika su ūku.
JWST aukštos skiriamosios gebos stebėjimai padėjo atskleisti kol kas dar nepaaiškintą dulkių judėjimo lėtumą, lyginant su žvaigždžių vėjais. Iš pradžių manyta, kad dulkės įtrauktos į lėtą, tankų ekvatorinį ištekėjimą iš sparčiai besisukančios Wolf-Rayet žvaigždės – toks fenomenas dažnesnis ankstyvojoje Visatoje. Tačiau nauji duomenys leido pateikti kitus paaiškinimus ir patikslino mūsų supratimą apie sistemos dinamiškumą.
Mokslinės analizės: žvilgsnis į žvaigždžių evoliuciją ir dulkių kilmę
Išsamūs JWST stebėjimai buvo nagrinėjami dviejuose atskiruose darbuose. Caltech astronomės Yinuo Han publikacijoje daugiausia dėmesio skiriama ūko dulkių vėsimo procesui ir siejama foninių dulkių struktūra su priekinio plano žvaigždėmis. Rezultatai parodė, kad šios žvaigždės yra kur kas toliau nuo Žemės nei manyta, todėl tenka pervertinti jų spindesį ir žvaigždinių vėjų bei sukimosi greičius.
Tuo tarpu Macquarie universiteto magistrantas Ryanas White pristatė pažangų kompiuterinį ūko formos modelį, kuris padėjo tiksliai suprasti vidinės poros orbitinę mechaniką bei trečiosios žvaigždės vėjo sąveikos žymę. Šios įžvalgos pabrėžia sudėtingą, daugiapakopę Apep sistemos prigimtį bei išplečia Wolf-Rayet dvynių tyrimų ribas.
Astrofizikos ir kosminių dulkių kilmės svarba
Tyrimai tokiose sistemose kaip Apep gerina mūsų supratimą apie masyvių žvaigždžių gyvenimo ciklus, ypač procesus, lemiančius supernovų bei juodųjų skylių atsiradimą. Be to, dulkių, kurių pradinė forma susideda iš anglies pečių šiose audringose sąveikose, kilmė paaiškina dulkių grūdelių išplitimą, galiausiai prisidedantį prie planetų ir gyvybės atsiradimo.
Be mokslinės vertės, Apep demonstruoja unikalų kosmoso grožį. Įspūdingos ūko struktūros, kurias formuoja galingų žvaigždinių vėjų ir orbitos sąveika, žavi astronomus bei atskleidžia, kaip sudėtinga ir graži gali būti žvaigždžių mirtis.
Apep ir panašių sistemų tyrimai rodo, jog žvaigždžių sprogimai ir transformacijos kuria sudėtingus kosminius galvosūkius – klausimus, kurie būtų intriguoję net Newtoną ar Archimedą. Šių mįslių sprendimas ne tik praplečia mokslines žinias, bet ir suteikia pažinimo džiaugsmą visai žmonijai.
Išvados
Naujausi JWST stebėjimai atskleidė neregėtą Apep ūko – retos trigubos Wolf-Rayet sistemos – struktūrų įvairovę. Sužinota apie dvi milžiniškas, beveik lygiaverčias žvaigždes ir trečiosios žvaigždės įtaką, tyrėjams suteikė neįkainojamų žinių apie dulkių formavimąsi ir žvaigždinių vėjų sąveiką vėlyvose žvaigždžių evoliucijos stadijose. Šios įžvalgos patikslino mūsų supratimą apie supernovų pradininkus ir kosminės anglies dulkių kilmę, būtiną gyvybei. Apep yra išskirtinis pavyzdys, kaip infraraudonoji astronomija gali atskleisti dinamiškus ir dažnai smurtinius procesus, formuojančius mūsų Visatą, bei suartina kosminius reiškinius su fundamentaliu mokslu, įkvepiančiu žmoniją.
Quelle: sciencealert
Kommentare