Naukowcy korzystający z obserwatorium H.E.S.S. w Namibii odkryli promieniowanie gamma o rekordowej energii pochodzące z martwej gwiazdy zwanej pulsarem. Energia fotonów tego promieniowania sięga 20 teraelektronowoltów, czyli mniej więcej dziesięć bilionów razy więcej niż energia fotonów światła widzialnego. Obserwacja ta jest trudna do pogodzenia z teorią powstawania promieniowania gamma wysokich energii w pulsarach, jak donosi międzynarodowy zespół w czasopiśmie Nature Astronomy.

Pulsary to pozostałości po gwiazdach, które spektakularnie eksplodowały jako supernowe. Wybuchy supernowych pozostawiają po sobie małą martwą gwiazdę o średnicy zaledwie około 20 kilometrów, bardzo szybko rotującą i obdarzoną ogromnym polem magnetycznym. "Te martwe gwiazdy są prawie całkowicie zbudowane z neutronów i są nadzwyczaj gęste: łyżeczka ich materii ma masę ponad pięciu miliardów ton, około 900 razy większą niż masa Wielkiej Piramidy w Gizie", wyjaśnia naukowiec z H.E.S.S., dr Emma de Oña Wilhelmi, współautorka publikacji pracująca w Niemieckim Elektronowym Synchrotronie (DESY) w Niemczech.

Pulsary emitują obracające się wiązki promieniowania elektromagnetycznego, trochę jak kosmiczne latarnie morskie. Jeśli ich wiązka omiata Układ Słoneczny, obserwujemy błyski promieniowania w regularnych odstępach czasu. Te błyski, nazywane też pulsami promieniowania, mogą występować w różnych zakresach energii widma elektromagnetycznego. Naukowcy uważają, że źródłem tego promieniowania są szybkie elektrony, powstające i przyspieszane w magnetosferze pulsara w trakcie podróży ku jej peryferiom. Magnetosfera składa się z plazmy i pól elektromagnetycznych otaczających gwiazdę i obracających się razem z nią. "Podczas swojej podróży na zewnątrz elektrony zyskują energię i uwalniają ją w postaci obserwowanych wiązek promieniowania", wyjaśnia prof. Bronisław Rudak z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika (CAMK PAN) w Polsce, także współautor publikacji.

Oryginalne doniesienia:

• pełna notka prasowa
• artykuł w Nature Astronomy

Międzynarodowy zespół astrofizyków, w którym uczestniczyli Tomasz Kamiński (były doktorant CAMK, obecnie CfA USA) i Romuald Tylenda (CAMK Toruń) odkrył radioaktywny izotop glinu (²⁶Al – czas połowicznego rozpadu 700 000 lat) w CK Vulpeculae, czyli w pozostałości gwiezdnego wybuchu obserwowanego przez Jana Heweliusza w latach 1670-72. Odkrycia dokonano w oparciu o obserwacje w dalekiej podczerwieni wykonana teleskopami ALMA (chilijskie Andy) i NOEMA (francuskie Alpy). Masa obserwowanego ²⁶Al oceniana jest na jedną czwartą masy Plutona. Jest to pierwsza detekcja radioaktywnego izotopu w obiekcie gwiazdowym.

Obecność ²⁶Al w materii otaczającej obecnie CK Vul zawiera w sobie informację na temat natury obiektu. Wiadomo, że izotop ²⁶Al w przestrzeni kosmicznej produkowany jest przez gwiazdy Wolfa-Rayeta, supernowe i gwiazdy nowe. CK Vul nie była jednak żadnym z tych obiektów. Nowa Heweliusza była tzw. nową czerwoną, czyli wybuchem spowodowanym koalescencją (merger'em) dwóch gwiazd. ²⁶Al produkowany jest w reakcjach jądrowej przemiany wodoru w hel, jeśli te reakcje zachodzą w temperaturze wyższej niż 30 milionów stopni. We wnętrzu Słońca temperatura jest znacznie niższa i izotop ten nie jest produkowany. Ale na późniejszym etapie ewolucji, na etapie czerwonego olbrzyma, gwiazdy o masach zbliżonych do słonecznej osiągają we wnętrzu temperatury znacznie przewyższające powyższą wartość. W rezultacie w jądrze helowym takiej gwiazdy odkłada się warstwa bogata w ²⁶Al. W gwieździe pojedynczej izotop ten nie ma żadnych szans dotarcia na powierzchnię gwiazdy, tak by mógł być zaobserwowany. Natomiast w układzie podwójnym, gdy dochodzi do koalescencji takiej gwiazdy z jej towarzyszem, gwałtowne procesy mieszania materii obu gwiazd mogą doprowadzić do pojawienia się ²⁶Al w zewnętrznych obszarach pozostałości po koalescencji. Warto dodać, że masa ²⁶Al we wnętrzu czerwonego olbrzyma tysiąckrotnie przewyższa masę tego izotopu obserwowaną w CK Vul. Wyniki powyższych badań zostały opublikowane w prestiżowym miesięczniku naukowym Nature Astronomy 29 lipca 2018 r.

Oryginalne doniesienia:

• artykuł w Nature Astronomy
• kopia artykułu w arXiv
• komunikat prasowy ESO
• komunikat prasowy NRAO

Międzynarodowy zespół astrofizyków pod kierunkiem Tomasza Kamińskiego (ALMA-ESO, Chile; były doktorant CAMK PAN), w skład którego wchodzili także Romuald Tylenda i Marcin Hajduk z CAMK PAN Toruń, przeprowadził obserwacje Nowej Heweliusza 1670 (CK Vul) w zakresie submilimetrowym radioteleskopem APEX (chilijskie Andy). Obiekt, obecnie niewidoczny w zakresie optycznym, okazał się być silnym i wyjątkowo bogatym źródłem emisji molekularnej. Analiza obserwacji prowadzi do wniosku, że Nowa Heweliusza nie była klasyczną nową (termonuklearny wybuch na powierzchni akreującego białego karła w układzie podwójnym). Najprawdopodobniej była to tzw. czerwona nowa, czyli rozbłysk wywołany koalescencją dwóch gwiazd. Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym tygodniku naukowym Nature 23 marca 2015 r.

Oryginalne doniesienia:

• Artykuł w Nature
• Kopia artykułu w arXiv
• Komunikat prasowy ESO