интересните открития от alma продължават този телескоп напълно оправдава о

---

Интересните открития от ALMA продължават.

Този телескоп напълно оправдава очакванията. Вече почти ежедневно се публикуват научни резултати от него, а той е в съвсем начална научна фаза.

Днешното откритие е на напълно неочаквана спираловидна структура на старата звезда "R Sculptoris". Звездата е червен гигант и телескопа е открил че нейната външна сферична обвивка всъщност наподобява триизмерна спирала. Съмненията са, че странната форма вероятно е създадена от скрита звезда спътник в орбита около червения гигант.

Има още нещо, което е изненадало астрономите. Изглежда, че звездата е изхвърлила много повече материал, отколкото се очаква от нея.

Звезди като R Sculptoris са основния източник на прах и газ в космоса. Тези материали са суровините от които се изграждат бъдещите поколения звезди, планетни системи, а впоследствие и живота.
Увеличаване Спираловидната структура на газово-праховата обвивка на червения гигант "R Sculptoris". Тази загадъчна структура е оградена от обичайните концентрични пръстени материя, които се изхвърлят следствие температурните импулси на ядрото на звездата. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)



Когато достигнат крайните етапи от живота си, звездите с маси до осем пъти масата на Слънцето се превръщат в червени гиганти. Тогава в ядрото започват да протичат други видове ядрени реакции, които го нагряват няколко пъти над обичайната температура, която е била характерна милиарди години.

По този начин излъчваната от него топлина буквално избутва повече от половината маса на звездата далеч от нейния център. Но в разширените площи температурите спадат и това което виждаме отстрани, е огромно рубинено кълбо, материята от което постепенно изтича в космоса. Това беше обичайната картина която астрономите наблюдаваха до момента. Сега новия телескоп позволява подобни звезди да се изследват в детайли и това не е всичко - телескопа функционира с по-малко от половината си антени. Само можем да гадаем какви чудеса ни очакват, когато ALMA заработи напълно готова през 2013 год.

Етапа на червените гиганти е нестабилен. Ядрените реакции, които поддържат звездата се изразяват в периодични топлинни импулси. Тези краткотрайни фази се причиняват от нестабилното ядро. Основната ядрена реакция която поддържа звездата е изгаряне на хелий. Но хелият не "гори" постоянно като водорода, той по-скоро се взривява. Изведнъж изгаря голямо количество хелий, като отделената топлина разширява ядрото. Реакцията се преустановява, докато ядрото не се охлади и съответно свие отново. В един момент условията стават благоприятни за ново "хелиево избухване", което повтаря цикъла.

Тези термични импулси буквално разтърсват цялата звезда. Когато топлинната вълна достигне най-външните слоеве, тя придава достатъчно енергия на материята и тя лесно се освобождава от и без това отслабената гравитация там, в космоса. Резултата е, че се наблюдава импулсно увеличаване на обвивката на звездата, която се губи в космоса. След пулса, скоростта с която звездата губи маса попада отново в нормалната и стойност. Външните концентрични пръстени видими на изображението, които заграждат спиралата са точно това.

Топлинните импулси обикновено са през интервали от 10 000 до 50 000 години, а накрая са през само няколко стотин години. Новите наблюдения на R Sculptoris показват, че последния импулс е бил преди около 1800 години, който е продължил около 200 години.

Новите резултати от телескопа са толкова изненадващи, че астрономите съставят напълно нови компютърни модели, които описват поведението на умиращите звезди. Те дори още не могат да обяснят загадъчните спирали - наличието на втора звезда е само предположение.

Подобни наблюдения от ALMA ще разкрият не само как Слънцето ще загине след 5 милиарда години, но и как се формират и доставят в космоса елементите необходими за направата на места, подобни на Земята.

Както стана ясно по-горе, в крайните етапи от живото си, звездите изгарят хелий вместо водород. Това става по специфичен начин. Но когато привърши и хелия става още по-лошо. Освен хелия, до момента са протичали редица второстепенни ядрени реакции, продуктите от които са образуване на всякакви химически елементи с периодични номера до желязото. Когато изключим хелия (който изгаря най-вече до въглерод), тези второстепенни реакции стават водещи (много от тях също включват присъединяване на хелиево ядро към ядро на тежък елемент). Но проблема е, че енергията отделена от тях е съвсем малка част от енергията която се отделя от основната до момента хелиева реакция.

Сегашните модели сочат, че при този етап червения гигант е изхвърлил повече от половината си обвивка вследствие температурните пулсации, а останалото количество се обогатява с новопроизведения въглерод (този процес все още не е напълно изяснен). Такива звезди астрономите наричат "въглеродни звезди". Какво става с ядрото? В момента то се състои от все по-намалящ хелий, въглерод, малко водород, кислород (друг продукт от хелиевата реакция) и следи от множество по-тежки елементи до желязото.

Температурните пулсации продължават, като резултата всеки път е образуване на един сложен микс от тежки елементи които се натрупват както в ядрото, така и в обвивките извън него, като всеки път се генерира все по малко количество енергия (но пък се увеличава количеството синтезирани елементи за да се компенсира гравитационния натиск). В един момент се стига до задънена улица. С една последна пулсация се синтезира най-вече желязо. По нататък е невъзможно да се генерира енергия чрез ядрени реакции. Ядрото излъчва един последен топлинен залп който издухва всички околности на звездата (които са най-вече тежки елементи). След това една вътрешна област от ядрото изградена главно от желязо пропада на вътре, която вече не генерира енергия от ядрените реакции а се освобождава гравитационна енергия (главно като топлина и хипотетичната гравитационна вълна).

Външната обвивка от ядрото отново се издухва в космоса от тази топлина, а в центъра остава един страхотно нагрят и компресиран железен обект, който притежава кислородна "атмосфера". Астрономите наричат това раждане на "бяло джудже". Погледнато от страни, то ще бъде заобиколено от облаци разширяваща се материя, издухана от предсмъртните гърчове на ядрото. Тези облаци са приличали на планетата Уран или Нептун погледнати през ранните телескопи, затова се наричат "планетарни мъглявини".

Те са много интересни обекти и със сигурност ще бъдат щателно изследвани с ALMA. Очаква се нашето Слънце също да се превърне в планетарна мъглявина в далечното бъдеще. Ето една съвсем нова снимка на планетарна мъглявина получена от космическите телескопи "Спицер" и "GALEX":
Увеличаване Credit: NASA/JPL-Caltech

Този обект е мъглявината "Хеликс" отдалечена на 650 светлинни години от нас в съзвездието Водолей. Бялото джудже в средата е много устойчив обект. Той се поддържа от отблъскването което настъпва между свободните електрони в ядрото, без да протичат ядрени реакции. Това отблъскване си има своята цена - плътността е невероятна. Една чаена лъжичка от веществото там ще тежи колкото няколко слона - тук на Земята.

Бялото джудже е "бяло" защото представлява оголено звездно ядро събрало гигантско количество температурна енергия по време на пулсациите и сега излъчва бяла светлина. То притежава малка площ, което означава че ще е необходимо космологично време - милиарди години, за да отдаде тази енергия в космоса. До момента нито едно бяло джудже не е променило цвета си. Но все някога това ще стане. Тогава най-вероятно ще ги прекръстят на "червени джуджета" или "черни джуджета", когато напълно престанат да светят.

Ултравиолетовата светлина която струи от бялото джудже Хеликс (малката бяла точка в средата) загрява изгонената материя, която свети в инфрачервена светлина. Резултата е това красиво съставно изображение от Спицер и GALEX, което разкрива ключа към живота във Вселената. Когато към тази картина се присъедини и ALMA, която е способна да наблюдава не само химически елементи но и цели молекули, се очакват чудеса.

---

• 3215
• 0
• Oct 11, 2012

---

Коментар