Ovaj nedavno objavljeni članak s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa Hubble se fino nastavlja na prethodnu objavu, koja također povezuje Hubblea i nove.

Nekako te slike i animacije ne izgledaju uvjerljive. Gdje je tu taj višak nova u blizini mlaza?

Pasus pri kraju teksta, koji govori o učestalosti nova u svemiru i kojega sam istaknuo masnim slovima, najdojmljiviji je dio ovog članka. Zanimljiv je i podatak da se na bijelom patuljku treba nakupiti oko milju (1,6 km) debeli sloj vodika da bi isti mogao eksplodirati kao hidrogenska bomba. Izgleda da u takvim eksplozijama nuklearno reagira samo oko 5 posto vodika nakupljenog u atmosferu bijelog patuljka. (To je slično postotku urana koji je reagirao u drugoj atomskoj bombi.)

Hubble otkriva da mlaz iz jedne crne jame potiče zvijezdane provale

Astronome je iznenadilo kada su NASA-inim Svemirskim teleskopom Hubble otkrili da emisija iz supermasivne crne jame u jezgri ogromne eliptične galaktike M87, slična mlazu iz bacača plamena, izgleda da tjera zvijezde zatečene duž njene putanje da učestalo provaljuju. Takve zvijezde, zvane nove, nisu unutar samog mlaza, već se samo nalaze u njegovom opasnom susjedstvu.

Ovaj rezultat istraživanja zbunjuje istraživače koji ga žele protumačiti. "Ne znamo što se tu zbiva, ali to je svejedno vrlo uzbudljivo otkriće", kaže Alec Lessing, astronom iz Sveučilišta Stanford i prvi autor znanstvenog rada kojim je ovo istraživanje opisano, a koji je objavljen u Astrofizikalnom dnevniku. "To znači da nešto nedostaje u našem razumijevanju načina na koji mlazovi iz crnih jama međudjeluju sa svojim okolišem."

Nove provaljuju u dvojnim zvjezdanim sustavima u kojima jedna ostrajela i napuhana, ali još uvijek normalna zvijezda prelijeva svoj vodik na svog sagorenog pratioca, bijelog patuljka. Kada patuljak na sebe nakupi kilometa i pol (tj. milju) debeli sloj vodika, taj vodik eksplodira kao divovska (termo)nuklearna bomba. Provalom nove bijeli patuljak ne biva razoren: samo njegova površina bude izbačena u svemir, nakon čega se nastavi nakupljanje goriva s druge zvijezde. Ciklus provaljivanja počne time otpočetka!

Hubble je tijekom razdoblja posvećenog ovom istraživanju unutar divovske galaktike pronašao dvostruko više provaljujućih nova u blizini mlaza, negoli u drugim dijelovima M87. Mlaz brizga iz 6,5 milijardi Sunčevih masa teške središnje crne jame, okružene diskom materijala koji se vrtloži oko nje. Ta crna jama, nabrekla od tvari koja pada na nju, pogoni 3000 svjetlosnih godina dugi mlaz od plazme koja juri svemirom brzinom bliskom brzini svjetlosti. Sve što bi se našlo na putu toga silovitog mlaza, bilo bi sprženo. Ali prema ovim novim Hubbleovim rezultatima, izgleda da je opasno i zateći se blizu toga užarenog odljeva!

To što je u blizini mlaza pronađeno dvostruko više nova, ukazuje na to da u blizini mlaza postoji dvostruko više dvojnih zvjezdanih sustava ili da ti sustavi provaljuju dvaput češće od sličnih sustava drugdje u toj galaktici.

"Ima nešto što taj mlaz čini zvjezdanim sustavima koji dolutaju u njegovu blizinu. Možda taj mlaz kao ralica gura pred sobom vodik i dostavlja ga bijelim patuljcima, usljed čega oni češće provaljuju", kaže Lessing. "Ali nije jasno je li to fizičko odgurivanje. To bi moglo biti i djelovanje tlaka svjetlosti koja izbija iz mlaza. Ako se vodik isporučuje brže, i do provala će dolaziti brže. Nešto bi tu moglo udvostručavati prijenos mase na bijele patuljke blizu mlaza." Druga zamisao koju su istraživači uzeli u razmatranje je zagrijavanje zvijezda pratilja bijelih patuljaka. Zbog toga bi se one više napuhale, pa bi prijenos vodika na patuljka bio lakši. Međutim, istraživači su proračunali da to zagrijavanje ne bi ni izbliza bilo dovoljno da izazove opaženi učinak.

"Mi nismo prvi koji su primijetili da se - kako izgleda - oko mlaza u M87 događa i neka skrivena aktivnost", primijećuje Lessingov suradnik Michael Shara iz Američkog prirodoslovnog muzeja u New Yorku. "Ali Hubble je tu pojačanu aktivnost pokazao s daleko više primjera i sa statističkom značajnošću većom od one kojom smo dosad baratali."

Ubrzo nakon Hubbleovog lansiranja 1990. g, astronomi su uporabili jedan od njegovih instrumenata prvog naraštaja, Kameru za blijede objekte (Faint Object Camera (FOC)), kako bi njime zavirili u središte M87, tamo gdje se skriva čudovišna crna jama. Oni su primijetili da se oko te crne jame događaju neke čudnovate stvari. Skoro svaki put kada bi Hubble pogledao tamo, astronomi bi zamijetili plavkaste "prolazne događaje", koji su mogli biti znaci pojavljivanja nova koje su nalikovale bljeskalicama znatiželjnih paparazzija. Ali FOC-ino vidno polje je bilo toliko usko da astronomi njome nisu mogli vidjeti i područja udaljenija od mlaza, kako bi ih mogli usporediti s onim što se zbiva u njegovoj blizini! Tijekom više od dva desetljeća, ti početni rezultati su ostajali tajanstveno intrigantnima.

Ovi uvjerljivi dokazi o utjecaju kojega mlaz ima na zvijezde u matičnoj galaktici, prikupljeni su tijekom devet mjeseci koje je Hubble proveo promatrajući M87 novijim kamerama širih vidnih polja, a s ciljem da se prebroji provale nova. Bio je to izazov za planere Hubbleovog promatračkog vremena jer je promatranje trebalo tako organizirati da Hubble snima galaktiku u pravilnim razmacima od po pet dana. Zbrajanjem svih tih fotografija M87, dobiven je prikaz te galaktike dosad najveće osjetljivosti.

Hubble je pronašao 94 nove u jednoj trećini M87 koju njegova kamera može pokriti (jednom slikom). "Mlaz nije jedino što smo promatrali; gledali smo cijeli unutranji dio te galaktike. Jednom kada smo ucrtali položaje svih poznatih nova, nije nam ni trebala statistika da uvjerimo sebe da duž mlaza postoji višak nova. To nije neka viša matematika! Došli smo do ovog otkrića gledajući naše slike. Bili smo prilično iznenađeni time što smo vidjeli, ali statistička analiza podataka je potvrdila da se nismo prevarili", kaže Shara.

Za ovo postignuće su u potpunosti zaslužne Hubbleove jedinstvene mogućnosti. Slike koje snimaju teleskopi na Zemlji nemaju tu jasnoću koja je potrebna da se duboko unutar M87 vide nove. Na njima se ne mogu razlučiti zvijezde i zvjezdane provale blizu jezgre te galaktike. Naime, okolica tamošnje crne jame je isuviše sjajna. Jedino Hubble može uočiti nove naspram sjajne pozadine unutar M87.

Nove su neobično česte u svemiru. Svakoga dana negdje u M87 provali po jedna! Ali kako u vidljivom svemiru ima barem 100 milijardi galaktika, u tom prostoru svake sekunde provali po približno milijun nova!

(Ilustracija prikazuje jedan dvojni zvjezdani sustav u galaktici M87. Sustav se sastoji od jednog crvenog diva i jednog bijelog patuljka. Iako se ne nalazi blizu supermasivnoj crnoj jami u središtu galaktike, stoga što je nedaleko od mlaza kojega ta crna jama proizvodi, sustav je posebno sklon proizvoditi nove. Dodatna fotografija je starija Hubbleova slika središnjeg dijela M87, na kojoj se vidi i mlaz o kojemu je riječ u ovom tekstu.

Dodatna slika je preuzeta iz znanstvenog rada kojim je opisano ovo istraživanje. Na obje fotografije je prikazan središnji dio M87, s tim da je donja užeg vidnog polja. Koliko je vidno polje na svakoj od njih, razvidno je iz mjerila ucrtanog u slike. Križići ucrtani na slike označavaju položaje opaženih nova, a kružići oko križići ukazuju na maksimalni sjaj pojedine nove: što je kružić veći, nova je bila sjajnija. Križići bez kružića ukazuju na položaje nova kojima nije bio viđen maksimum sjaja. Ružičastim oznakama su opisane nove viđene 2016. g, a svjetloplavim one iz 2017. g. Prvih je na gornjoj slici 53, a potonjih 41. Fotografije su snimljene Hubbleovom WFC3, u valnoj duljini od 606 nm (tamnonarančasto svjetlo).

U animaciji su položaji dvojnih sustava u M87 za koje je Hubble ustanovio da proizvode nove označeni crvenim kružićima. Kada određena nova bljesne, kružić dobije bijelu boju! Prim. prev.)

NASA, ESA, Joseph DePasquale (STScI)/Joseph Olmsted (STScI)

https://hubblesite.org/.../news-releases/2024/news-2024-008

Preuzeto sa FB