Kilonova

Kilonova je astronomická událost, při níž dojde ke splynutí dvou neutronových hvězd nebo neutronové hvězdy a černé díry. Tento jev je přibližně 1000× jasnější než běžná nova - z toho vychází její název. Kilonova se považuje za jeden z pravděpodobných zdrojů gama záblesků a silného elektromagnetického záření vznikajícího v důsledku radioaktivního rozpadu nově vzniklých prvků.

Sloučení neutronových hvězd je druh hvězdné srážky. Vyskytuje se v počtu podobném vzácnému druhu supernov typu Ia, které jsou výsledkem sloučení bílých trpaslíků. Neutronové hvězdy jsou už samy o sobě dost extrémní. Tvoří je nesmírně hustá zhroucená hmota, díky čemuž jsou velice hmotné a zároveň nepatrně velké, aspoň v měřítku hvězd.

• První kilonova byla objevena v roce 2013 pomocí Hubblova vesmírného dalekohledu, i když jejich existence byla předpovězena již před 30 lety. 
  
• Další pozorování se odehrálo v roce 2017, kdy detektory gravitačních vln (dva americké detektory LIGO a evropský detektor Virgo) zachytily gravitační vlny a určily přibližnou oblast oblohy, ze které přišly.[1] Do následného hledání původce se zapojilo 70 dalekohledů na celém světě včetně dalekohledů VISTA, VST a NTT Evropské jižní observatoře na hvězdárnách Paranal a La Silla, radioteleskopů ALMA a Hubblova vesmírného dalekohledu. Ty zjistily, že zdroj se nacházel poblíž čočkovité galaxie NGC 4993 v souhvězdí Hydry. 
  

Když se dvě neutronové hvězdy navzájem těsně obíhají, spirálovitě se v průběhu času přibližují v důsledku gravitačních vln. Když se obě neutronové hvězdy setkají, jejich sloučení vede ke vzniku buď masivnější neutronové hvězdy, nebo černé díry (v závislosti na tom, zda hmotnost zbytku překračuje Tolman-Oppenheimer-Volkoffovu mez). Sloučení může také během jedné nebo dvou milisekund vytvořit magnetické pole, které je bilionkrát silnější než pole Země. Předpokládá se, že tyto události vytvářejí krátké záblesky gama záření. Předpokládá se také, že tato sloučení produkují kilonovy, které jsou přechodnými zdroji poměrně izotropního elektromagnetického záření s delšími vlnami v důsledku radioaktivního rozpadu těžkých jader r-procesu, která jsou produkována a vymrštěna během procesu sloučení.

10.2.2023 Astronomové identifikovali fenomenálně vzácný typ hvězdných systémů, kde se vyvinuly všechny podmínky pro vznik kilonovy. Tato jasná astronomická událost je spojena se vznikem vzácných kovů.

Vědci byli schopni pochopit vývoj systému. V první fázi vytvořily dvě masivní modré hvězdy stabilní pár. Pak menší "úsek" souseda, ubírající značnou část vnější atmosféry. Dále se velká hvězda zhroutila v důsledku výbuchu supernovy. Hmotná hvězda ve skutečnosti "exploduje dovnitř". Látka je hustě zabalena do relativně malého jádra. Pokud je hmotnost jádra větší než tři hmotnosti Slunce, objeví se černá díra. Pokud méně, jako v tomto případě, neutronová hvězda. Podle Einsteinovy ​​obecné teorie relativity jsou prostor a čas jediné kontinuum. V důsledku tak rozsáhlých jevů, jako je slučování černých děr nebo neutronových hvězd, procházejí časoprostorem vlnění - gravitační vlny. Kolísání časoprostoru, jehož zdroj byl v malé oblasti oblohy v souhvězdí Hydra, zaznamenaly interferometry LIGO a Virgo umístěné v USA a Itálii . Poté se do pátrání po ohnisku nákazy zapojilo 70 pozemních a vesmírných observatoří. S jejich pomocí byl zaznamenán intenzivní záblesk gama - nejjasnější a nejenergičtější událost ve vesmíru.

Vědci zjistili, že dvě neutronové hvězdy o hmotnosti 1,1-1,6 Slunce vznikly pouhé dvě miliardy let po velkém třesku. Kolem společného středu se točily 11 miliard let. Nakonec se přiblížili asi na 320 kilometrů a po minutě a půl se spojili a vytvořili kilonovu. Jeho jasnost je 200 milionkrát větší než jasnost Slunce. Od roku 2013 byly takové události zaznamenány více než jednou. Jeden z posledních případů je popsán v článku zveřejněném v prosinci 2022.

• https://us.cnn.com/2022/12/08/world/kilonova-gamma-rays-gold-scn/index.html
  

• Neobvyklý jasný záblesk světla detekovaný několika dalekohledy v prosinci 2021 byl výsledkem vzácné kosmické exploze, která vytvořila množství těžkých prvků, jako je zlato a platina. Záblesk gama, nazvaný GRB 211211A, trval asi minutu. Záblesky gama jsou považovány za jedny z nejsilnějších a nejjasnějších výbuchů ve vesmíru a jejich délka se může pohybovat od několika milisekund do několika hodin.

• Zjistili jsme, že tato jedna událost vytvořila asi 1000krát větší hmotnost než Země ve velmi těžkých prvcích." To podporuje myšlenku, že tyto kilonovy jsou hlavní továrnou na zlato ve vesmíru.
  

• Kilonovy jsou poháněny radioaktivním rozpadem některých z nejtěžších prvků ve vesmíru. Ale kilonovy je velmi těžké pozorovat a velmi rychle mizí." Nyní víme, že můžeme také použít několik dlouhých gama záblesků k hledání dalších kilonov."

• Všechny prvky periodické tabulky jsou produkovány hvězdami - během jejich života nebo smrti. Jedinou výjimkou je vodík, který se objevil v důsledku velkého třesku. Proces generování prvků hvězdami se nazývá nukleosyntéza. Právě díky němu vznikly planety a život alespoň na jedné z nich. Astrofyzici zjistili, že výbuchy kilonov jsou hlavní příčinou r-procesu neboli procesu rychlého záchytu neutronů, který produkuje více než polovinu látek těžších než železo Ohnisko, zaznamenané v roce 2017, vedlo k vyvržení atomů tak těžkých prvků, jako je platina, zlato a stříbro, do vesmíru. Jejich celková hmotnost přesáhla zemskou hmotnost 16 tisíckrát. S největší pravděpodobností se zlato, které používáme na Zemi, také objevilo v důsledku exploze kilonova. Web NASA poznamenává, že protože srážky neutronových hvězd jsou příčinou krátkodobých gama záblesků, je pravděpodobné, že již máte suvenýr z jedné z nejsilnějších explozí ve vesmíru.

• https://ria.ru/20230210/kosmos-1850928215.html

1.2.2023 Vesmír nemá nouzi o podivnosti a výzkumníci z NOIRLab Národní vědecké nadace pozorovali další v podobě konkrétního dvojhvězdného systému. Systém nazvaný CPD-29 2176 nakonec spustí kilonovu, nebeskou událost, při které se dvě neutronové hvězdy srazí v masivní explozi, která tvoří těžké prvky, včetně zlata a platiny.

CPD-29 2176 se nachází asi 11 400 světelných let od Země a byl nalezen výzkumníky pomocí observatoře NASA Neila Gehrelse Swifta. Astronomové poté provedli další pozorování na meziamerické observatoři Cerro Tololo společnosti NOIRLab v Chile. CPD-29 2176 je domovem jedné neutronové hvězdy a jedné hmotné hvězdy, která je v procesu supernovy, aby se v budoucnu stala druhou neutronovou hvězdou. Nakonec se dvě neutronové hvězdy srazí a vytvoří kilonovu, explozi, o které se předpokládá, že vyvolá záblesky gama paprsků a velké množství zlata a platiny . Dokument dokumentující nález výzkumného týmu je dnes publikován v Nature .

Víme, že Mléčná dráha obsahuje nejméně 100 miliard hvězd a pravděpodobně stovky miliard dalších. Tento pozoruhodný binární systém je v podstatě systémem jedna ku deseti miliardám," uvedl André-Nicolas Chené v tiskové zprávě NOIRLab . Chené je astronom NOIRLab a autor studie. "Před naší studií se odhadovalo, že ve spirální galaxii, jako je Mléčná dráha, by měl existovat pouze jeden nebo dva takové systémy."

Zatímco implodace mnoha hvězd byla silnou supernovou, když zemřou, umírající hvězda v CPD-29 2176 se stává ultra-odříznutou supernovou. Ultra-odříznutá supernova postrádá obrovské množství síly, jakou má typická supernova, protože umírající hvězdě byla její společnice zbavena velké části její hmoty. Vědci se domnívají, že neutronová hvězda v systému byla také vytvořena pomocí ultra-odříznuté supernovy, a tvrdí, že to je důvod, proč CPD-29 2176 může zůstat jako dvojhvězda - typická supernova by měla dost síly, aby nakopla společníka. hvězda ze své oběžné dráhy.

"Současná neutronová hvězda by se musela zformovat, aniž by vyvrhla svého společníka ze systému." Ultra-odříznutá supernova je nejlepším vysvětlením, proč se tyto doprovodné hvězdy nacházejí na tak těsné oběžné dráze," uvedl hlavní autor Noel D. Richardson, profesor fyziky a astronomie na Embry-Riddle Aeronautical University, ve vydání NOIRLab. "Aby se jednoho dne vytvořila kilonova, druhá hvězda by také musela explodovat jako ultra-odříznutá supernova, aby se dvě neutronové hvězdy mohly nakonec srazit a sloučit."

Bude to trvat asi jeden milion let, než se hvězda podstupující ultrasvlečenou supernovu promění v neutronovou hvězdu. Právě tehdy se dvě hvězdy začnou spirálovitě točit jedna do druhé, což nakonec podle výzkumu vyústí v kilonovu produkující kov. V těchto dramatických vesmírných koncích se můžeme těšit na vytvoření stejných prvků, které umožňují život.

https://gizmodo-com.translate.goog/binary-star-system-end-in-kilonova-1850059527?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=cs&_x_tr_hl=cs&_x_tr_pto=sc 

https://www-nature-com.translate.goog/articles/s41586-022-05618-9?error=cookies_not_supported&code=4c93c904-95e4-4ab6-b3eb-05893b7133fb&_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=cs&_x_tr_hl=cs&_x_tr_pto=sc

12.1.2023 Ve vědeckém tisku vyšlo několik článků najednou o červích dírách - tunelech v časoprostoru, kterými se lze teoreticky dostat do jiných galaxií a dokonce i vesmírů. Vědci zejména hlásí, že se jim poprvé podařilo fyzicky opravit oblast v naší Galaxii, která vypadá jako červí díra. A jen 1566 světelných let od nás - velmi blízko podle astronomických standardů.

• Hypotézu, že ve struktuře časoprostoru mohou existovat tunely, které vám umožní okamžitě cestovat na obrovské vzdálenosti, cestovat v čase nebo mezi paralelními vesmíry, vyslovili v roce 1935 Albert Einstein a Nathan Rosen. Později pro tyto tzv. Einstein-Rosenovy mosty americký fyzik John Archibald Wheeler vymyslel termín - "červí díry" (nebo "červí díry" - červí díra).
  
• Klasická červí díra je tradičně reprezentována jako trojrozměrná trubice v zakřiveném dvourozměrném prostoru. To není v rozporu s obecnou teorií relativity, ale většina vědců se domnívá, že takové tunely jsou stabilní pouze tehdy, jsou-li vyplněny exotickou hmotou s negativní hustotou energie, která vytváří silné gravitační odpuzování a brání zhroucení otvoru.

Je možné, že červí díry existují pouze na mikroúrovni a jsou průchodné pouze pro elementární částice vysokých energií, ale naděje na větší "portály" zůstává. Podle astrofyziků je vstup do nich podobný obyčejné černé díře - jedná se o oblast silné gravitace. Myslí si to i ruští vědci z Centrální astronomické observatoře v Pulkově . Poznamenávají však, že nejbližší podobný objekt je vzdálený 13 milionů světelných let. Nedávno bulharští fyzici ze Sofijské univerzity porovnali pravděpodobné spektrum vyzařujícího prstence plynu v gravitačním poli červí díry s obrazem polarizovaného světla z akrečního disku statické černé díry a zjistili, že jsou téměř totožné: intenzita a směr polarizace se liší o méně než čtyři procenta. Ale při čočce, kdy je světlo ze vzdáleného objektu zkresleno gravitačním polem bližšího tělesa, je polarizace z ústí červí díry téměř o řád větší než z černé díry.

https://ria.ru/20230112/portal-1844197693.html

7.2.2023 Astronomové našli první známý binární hvězdný systém, jehož osudem je skončit jako tzv. kilonova. Jedná se o jev tak vzácný, že v celé naší galaxii se nachází nejspíš jen deset systémů, které mohou dopadnout stejně.

"Víme, že Mléčná dráha obsahuje nejméně 100 miliard hvězd a pravděpodobně stovky miliard dalších. Na jeden tento pozoruhodný binární systém v podstatě připadá deset miliard jiných systémů," uvedl badatel André-Nicolas Chené. Tzv. CPD-29 2176 zahrnuje masivní hvězdu, která obíhá kolem neutronové hvězdy. Z první zmíněné se v budoucnosti rovněž stane neutronová hvězda, načež se obě srazí a vytvoří kilonovu.

Většina zlata byla vytvořena hvězdami podobnými supernově nebo neutronové hvězdě v binárním systému, který jsme studovali. Astronomie prohlubuje naše chápání světa a našeho místa v něm."

https://vtm.zive.cz/clanky/astronomove-objevili-prvni-binarni-hvezdny-system-jehoz-osudem-je-skoncit-jako-kilonova/sc-870-a-220622/default.aspx 

21.3.2022 příštích třech letech lidstvo uvidí záblesk ze sloučení dvou černých děr v jiné galaxii - to jsou výsledky modelingových vědců z Číny a Kanady. Jak spolehlivá je předpověď a jaké jsou důsledky této události - v materiálu RIA Novosti.

• Modelování ukazuje, že zbývá čekat sto až tři sta dní, maximálně tři roky.
• Srážka supermasivních černých děr v SDSSJ1430+2303 vygeneruje silný záblesk doprovázený nízkofrekvenčními gravitačními vlnami.
• https://ria.ru/20220321/chernye_dyry-1778790576.html

8.3.2022 Neutronové hvězdy jsou už samy o sobě dost extrémní. Tvoří je nesmírně hustá zhroucená hmota, díky čemuž jsou velice hmotné a zároveň nepatrně velké, aspoň v měřítku hvězd. Není divu, že když se dvě neutronové hvězdy setkají, dojde po jejich splynutí k monumentální explozi. Říká se jí kilonova, protože její záře obvykle asi tisíckrát přesahuje klasickou novu, tedy termonukleární explozi, kterou odpalují bílí trpaslíci, co kradou hmotu v těsných dvojhvězdách.

Astronomka Aprajita Hajela z americké Northwestern University se svými kolegy pozorovala kilonovu, která nese označení GW170817. Po splynutí neutronových hvězd tato kilonova vyslala vysokoenergetické polární výtrysky, které žhnuly do okolního vesmíru.

Trvalo to 3,5 pozemských let. Když výtrysky pohasly, najednou se v oblasti kilonovy odhalil zdroj rentgenového záření. Takové záření, pozorované nějakou dobu po kosmických explozích, se označuje jako dosvit (anglicky afterglow).

• Pro astronomy je to do jisté míry záhadou. Za nejvíce pravděpodobné vysvětlení považují rázovou vlnu, podobnou sonickému třesku u nadzvukových letounů, která vznikla v materiálu vyvrženém explozí kilonovy. Tato rázová vlna pak, podle Hajelaové a spol., zahřála okolní materiál v kosmickém prostoru, čímž mohlo vzniknout pozorované rentgenové záření. 
  

• Další možností podle badatelů je, že se v místě kilonovy vytvořila černá díra, do které padá materiál exploze kilonovy. Pak už je to podobné jako v předešlém případě. Tento materiál by měl zahřívat a vytvářet pozorované rentgenové záření. Ať by platilo první či druhé vysvětlení, v obou případech by to byl jev, který jsme pozorovali poprvé.

• Hajelaová nezastírá nadšení. S kolegy vstoupili na doposud neprozkoumané území, kde odhalují důsledky exploze kilonovy. Je to pro ně nové a výjimečné. Zároveň zde mají slušnou příležitost setkat se s novými fyzikálními procesy, s jakými jsme doposud neměli tu čest. 

• Cenným pomocníkem pro ně přitom byla dnes již legendární vesmírná rentgenová observatoř Chandra, se kterou pozorovali kilonovu GW170817 a její dosvit v rentgenové oblasti spektra

7.2.2022 Astronomové upírají zraky do 1,2 miliardy světelných let vzdáleného místa ve vesmíru. Možná se tam brzy stane něco, co ještě nikdo nikdy neviděl - srazí se dvě obří černé díry. Uprostřed galaxie vzdálené 1,2 miliardy světelných let od Země se schyluje ke srážce dvou obřích černých děr s celkovou hmotností stovek milionů Sluncí.

https://www.seznamzpravy.cz/clanek/zahranicni-vesmirna-megasrazka-obri-cerne-diry-se-mozna-stretnou-uz-za-sto-dni-187487#

Nejnovější články na našem blogu

Přečtěte si jako první, co je nového