Sterren zijn heel belangrijke objecten. Ze geven licht, warmte en geven ook leven. Onze planeet, de mensen en alles om ons heen is gemaakt van sterrenstof (97 procent om precies te zijn). En sterren zijn een constante bron van nieuwe wetenschappelijke kennis, omdat ze soms zo ongewoon gedrag kunnen vertonen dat het onmogelijk zou zijn om ons voor te stellen als we het niet zouden zien. Tegenwoordig vindt u "tien" van de meest ongewone dergelijke verschijnselen.
Toekomstige supernovae kunnen afstoten
Supernova-vervaging treedt meestal op in slechts een paar weken of maanden, maar wetenschappers zijn in staat geweest om een ander mechanisme voor kosmische explosies in detail te bestuderen, dat bekend staat als snel evoluerende lichtgevende transiënt (FELT). Deze explosies zijn al lang bekend, maar ze treden zo snel op dat het lange tijd niet mogelijk was ze in detail te bestuderen. Bij hun maximale helderheid zijn deze fakkels vergelijkbaar met type Ia supernovae, maar ze verlopen veel sneller. Ze bereiken hun maximale helderheid in minder dan tien dagen en verdwijnen in minder dan een maand volledig uit het zicht.
De Kepler-ruimtetelescoop hielp bij het bestuderen van het fenomeen. FELT, dat op 1,3 miljard lichtjaar afstand plaatsvond en de aanduiding KSN 2015K kreeg, was extreem kort, zelfs volgens de normen van deze vluchtige fakkels. Het duurde slechts 2,2 dagen voordat de helderheid was opgebouwd en in slechts 6,8 dagen overschreed de helderheid de helft van het maximum. Wetenschappers hebben ontdekt dat deze intensiteit en vergankelijkheid van de gloed niet wordt veroorzaakt door het verval van radioactieve elementen, een magnetar of een zwart gat in de buurt. Het bleek dat we het hadden over een supernova-explosie in een "cocon".
In de latere levensfasen kunnen sterren hun buitenste lagen afwerpen. Gewoonlijk scheiden niet al te massieve armaturen, die niet worden bedreigd door het vooruitzicht van exploderen, op deze manier afstand van hun substantie. Maar met toekomstige supernovae kan blijkbaar een aflevering van zo'n "vervelling" optreden. Deze laatste stadia van het sterrenleven worden nog niet goed begrepen. Wetenschappers leggen uit dat wanneer een schokgolf van een supernova-explosie botst met het materiaal van de uitgeworpen schaal, er een FELT optreedt.
Promotie video:
Magnetars kunnen extreem lange gammaflitsen produceren
In het begin van de jaren 90 ontdekten astronomen een zeer heldere en langdurige emissie van radiostraling, die qua sterkte zou kunnen wedijveren met de krachtigste bekende bron van gammastraling in het heelal op dat moment. Hij kreeg de bijnaam "de geest". Het zeer langzaam afnemende signaal wordt al bijna 25 jaar door wetenschappers waargenomen!
Normale gammastraling-emissies duren niet langer dan een minuut. En hun bronnen zijn in de regel neutronensterren of zwarte gaten, die met elkaar in botsing komen of "gapende" naburige sterren opzuigen. Een dergelijke langdurige emissie van radio-emissie heeft wetenschappers echter laten zien dat onze kennis van deze verschijnselen praktisch minimaal is.
Als gevolg hiervan ontdekten astronomen nog steeds dat de "geest" zich in een klein sterrenstelsel bevindt op een afstand van 284 miljoen lichtjaar. Sterren blijven zich in dit systeem vormen. Wetenschappers beschouwen dit gebied als een bijzondere omgeving. Eerder werd het geassocieerd met snelle radiovlammen en de vorming van magnetars. De onderzoekers suggereren dat een van de magnetars, het overblijfsel van een ster die tijdens zijn leven 40 keer de massa van onze zon had, de bron was van deze superlange gammastraaluitbarsting.
Een neutronenster met een rotatiesnelheid van 716 omwentelingen per seconde
Op ongeveer 28.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Boogschutter bevindt zich de bolvormige sterrenhoop Terzan, waar een van de belangrijkste plaatselijke attracties de neutronenster PSR J1748-2446ad is, die met 716 omwentelingen per seconde roteert. Met andere woorden, een stuk met de massa van twee van onze zonnen, maar met een diameter van ongeveer 32 kilometer, draait twee keer zo snel als je thuisblender.
Als dit object een beetje groter zou zijn en zelfs een beetje sneller zou roteren, dan zouden de stukken vanwege de rotatiesnelheid over de omringende ruimte van het systeem verspreid zijn.
Witte dwerg, die zichzelf "doet herleven" ten koste van een begeleidende ster
Kosmische röntgenstralen kunnen zacht of hard zijn. Voor zacht is alleen gas nodig dat tot enkele honderdduizenden graden is verwarmd. De moeilijke vereist echte "ovens" in de ruimte die tot tientallen miljoenen graden worden verwarmd.
Het blijkt dat er ook ‘superzachte’ röntgenstraling aanwezig is. Het kan worden gemaakt door witte dwergen, of op zijn minst één, die nu zal worden besproken. Dit object is ASASSN-16oh. Nadat ze het spectrum hadden bestudeerd, ontdekten wetenschappers de aanwezigheid van laag-energetische fotonen in het zachte röntgenbereik. Wetenschappers veronderstelden eerst dat de reden hiervoor wispelturige thermonucleaire reacties waren die konden worden geactiveerd op het oppervlak van een witte dwerg, gevoed door waterstof en helium dat uit een begeleidende ster werd getrokken. Dergelijke reacties zouden plotseling moeten beginnen, kort het hele oppervlak van de dwerg bedekken en dan weer verdwijnen. Verdere observaties van ASASSN-16oh brachten wetenschappers echter tot een andere aanname.
Volgens het voorgestelde model is de partner van de witte dwerg in ASASSN-16oh een losse rode reus, waaruit hij intensief materie trekt. Deze substantie nadert het oppervlak van de dwerg, draait eromheen en warmt op. Het was zijn röntgenstraling die werd geregistreerd door wetenschappers. De massaoverdracht in het systeem is onstabiel en extreem snel. Uiteindelijk zal de witte dwerg een supernova "eten" en aansteken en daarbij zijn begeleidende ster vernietigen.
Een pulsar die zijn begeleidende ster verbrandt
Gewoonlijk is de massa van neutronensterren (er wordt aangenomen dat pulsars neutronensterren zijn) in de orde van grootte van 1,3-1,5 zonsmassa's. Eerder was de meest massieve neutronenster PSR J0348 + 0432. Wetenschappers hebben ontdekt dat de massa 2,01 keer zo groot is als die van de zon.
De neutronenster PSR J2215 + 5135, ontdekt in 2011, is een milliseconde pulsar en heeft een massa van ongeveer 2,3 keer de massa van de zon, waardoor het een van de zwaarste neutronensterren is van meer dan 2000 van dergelijke hemellichamen die tot nu toe bekend zijn.
PSR J2215 + 5135 maakt deel uit van een binair systeem waarin twee door zwaartekracht gebonden sterren rond een gemeenschappelijk massamiddelpunt draaien. Astronomen ontdekten ook dat objecten in dit systeem met een snelheid van 412 kilometer per seconde rond het massamiddelpunt draaien, waardoor ze in slechts 4,14 uur een volledige omwenteling maken. De begeleidende ster van de pulsar heeft een massa van slechts 0,33 solair, maar is honderden keren groter in omvang dan zijn dwergbuurman. Toegegeven, dit belet op geen enkele manier dat de laatste met zijn straling letterlijk uitbrandt aan die kant van de metgezel die naar de neutronenster is gericht en de andere kant in de schaduw laat.
De ster die een metgezel heeft gebaard
De ontdekking werd gedaan toen wetenschappers de ster MM 1a observeerden. De ster is omgeven door een protoplalente schijf en wetenschappers hoopten daarin de beginselen van de eerste planeten te zien. Maar wat was hun verrassing toen ze, in plaats van planeten, in hem de geboorte zagen van een nieuwe ster - MM 1b. Dit werd voor het eerst waargenomen door wetenschappers.
Het beschreven geval is volgens de onderzoekers uniek. Sterren groeien meestal in "cocons" van gas en stof. Onder invloed van de zwaartekracht wordt deze "cocon" geleidelijk vernietigd en verandert in een dichte schijf van gas en stof waaruit de planeten worden gevormd. De MM 1a-schijf bleek echter zo massief te zijn dat in plaats van planeten er een andere ster in werd geboren - MM 1b. Deskundigen waren ook verrast door het enorme verschil in de massa van de twee armaturen: voor MM 1a is het 40 zonsmassa's en MM 1b is bijna twee keer lichter dan de onze.
Wetenschappers merken op dat sterren zo zwaar als MM 1a slechts ongeveer een miljoen jaar leven en dan exploderen als supernovae. Daarom, zelfs als MM 1b erin slaagt zijn eigen planetaire systeem te verwerven, zal dit systeem niet lang duren.
Sterren met heldere komeetachtige staarten
Met de ALMA-telescoop hebben wetenschappers komeetachtige sterren ontdekt in de jonge maar zeer massieve stercluster Westerlund 1, op een afstand van ongeveer 12.000 lichtjaar in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Ara.
De cluster bevat ongeveer 200.000 sterren en is relatief jong naar astronomische maatstaven - ongeveer 3 miljoen jaar, wat zelfs heel klein is in vergelijking met onze eigen zon, die ongeveer 4,6 miljard jaar oud is.
Bij het onderzoeken van deze hemellichten merkten wetenschappers op dat sommige van hen zeer weelderige komeetachtige "staarten" van geladen deeltjes hebben. Wetenschappers geloven dat deze staarten zijn gemaakt door krachtige sterrenwinden die worden gegenereerd door de zwaarste sterren in het centrale gebied van de cluster. Deze enorme structuren bestrijken aanzienlijke afstanden en tonen het effect aan dat de omgeving kan hebben op de vorming en evolutie van sterren.
Mysterieuze pulserende sterren
Wetenschappers hebben een nieuwe klasse van variabele sterren ontdekt, genaamd Blue Large-Amplitude Pulsators (BLAP's). Ze onderscheiden zich door een zeer heldere blauwe gloed (temperatuur 30.000K) en zeer snelle (20-40 minuten), evenals zeer sterke (0,2-0,4 magnitudes) pulsaties.
De klasse van deze objecten wordt nog steeds slecht begrepen. Met behulp van de techniek van gravitatielenzen konden wetenschappers, van de ongeveer 1 miljard bestudeerde sterren, slechts 12 van dergelijke hemellichten detecteren. Terwijl ze pulseren, kan hun helderheid tot wel 45 procent veranderen.
Er wordt gespeculeerd dat deze objecten geëvolueerde sterren met een lage massa en heliumschalen zijn, maar de exacte evolutionaire status van de objecten blijft onbekend. Volgens een andere aanname kunnen deze objecten vreemde "samengevoegde" dubbelsterren zijn.
Dode ster met halo
Rondom de radiostille pulsar RX J0806.4-4123 hebben wetenschappers een mysterieuze bron van infraroodstraling ontdekt die zich ongeveer 200 astronomische eenheden uitstrekt vanaf het centrale gebied (dat is ongeveer vijf keer zo ver als de afstand tussen de zon en Pluto). Wat is het? Volgens astronomen zou het een accretieschijf of nevel kunnen zijn.
Wetenschappers hebben verschillende mogelijke verklaringen overwogen. De bron kan niet de opeenhoping van heet gas en stof in het interstellaire medium zijn, aangezien in dit geval de circumstellaire materie verstrooid zou moeten zijn als gevolg van intense röntgenstraling. Het sloot ook de mogelijkheid uit dat deze bron eigenlijk een achtergrondobject is, zoals een sterrenstelsel, en zich niet in de buurt van RX J0806.4-4123 bevindt.
Volgens de meest waarschijnlijke verklaring kan dit object een cluster van stellaire materie zijn die door een supernova-explosie de ruimte in werd geworpen, maar vervolgens werd teruggetrokken naar de dode ster en een relatief brede halo rond de laatste vormde. Deskundigen zijn van mening dat al deze opties kunnen worden getest met de James Webb Space Telescope, die nog in aanbouw is.
Supernovae kunnen hele sterrenhopen vernietigen
Sterren en sterclusters ontstaan wanneer een wolk van interstellair gas instort (samentrekt). Binnen deze steeds dichter wordende wolken verschijnen afzonderlijke "klonten", die onder invloed van de zwaartekracht steeds dichter naar elkaar toe worden aangetrokken en uiteindelijk sterren worden. Daarna "blazen" de sterren krachtige stromen geladen deeltjes, vergelijkbaar met de "zonnewind". Deze stromen vegen letterlijk het resterende interstellaire gas uit de cluster. In de toekomst kunnen de sterren die de cluster vormen geleidelijk van elkaar af bewegen, waarna de cluster uiteenvalt. Dit alles gebeurt nogal langzaam en relatief rustig.
Recenter hebben astronomen ontdekt dat supernova-explosies en het verschijnen van neutronensterren, die zeer krachtige schokgolven veroorzaken die stervormende materie met een snelheid van enkele honderden kilometers per seconde uit de cluster werpen, kunnen bijdragen aan het verval van sterclusters, waardoor deze nog sneller uitgeput raakt.
Ondanks het feit dat neutronensterren gewoonlijk niet meer dan 2 procent van de massa van de totale massa van sterclusters uitmaken, kunnen de schokgolven die ze creëren, zoals blijkt uit computersimulaties, de vervalsnelheid van sterclusters verviervoudigen.
Nikolay Khizhnyak
