Jak szybko poruszają się dżety

Po raz pierwszy astronomowie zmierzyli prędkość z jaką poruszają się dżety w przestrzeni kosmicznej. Są one kluczowe dla formowania się gwiazd i rozprzestrzeniania się pierwiastków potrzebnych do powstania życia.

Dżety materii, wyrzucane przez gwiazdy uważane za „kosmicznych kanibali”, poruszają się z prędkością ponad jednej trzeciej prędkości światła. Astronomom udało się zmierzyć ich prędkość dzięki nowemu, przełomowemu eksperymentowi opublikowanemu w czasopiśmie Nature. Badanie rzuca nowe światło na te gwałtowne procesy, wykorzystując niekontrolowane eksplozje jądrowe na powierzchni gwiazd.

„Eksplozje miały miejsce na gwiazdach neutronowych, które są niezwykle gęste i znane z ogromnego przyciągania grawitacyjnego, które sprawia, że połykają gaz z otoczenia – ich siłe przyciągania przebijają tylko czarne dziury” – mówi Jakob van den Eijnden z University of Warwick.

„Materiał, głównie wodór z pobliskiej gwiazdy, która krąży wokół, wiruje w kierunku zapadającej się gwiazdy, spadając jak śnieg na jej powierzchnię. W miarę jak spada coraz więcej materiału, pole grawitacyjne ściska go, aż do zainicjowania niekontrolowanej eksplozji jądrowej. Eksplozja tworzy dżety, które są wystrzeliwane z opadającego materiału i wyrzucają cząsteczki w przestrzeń kosmiczną z bardzo dużą prędkością” – dodaje.

Naukowcy opracowali sposób pomiaru prędkości i właściwości dżetów poprzez porównanie sygnałów rentgenowskich i radiowych odebranych przez Australia Telescope Compact Array (należący i obsługiwany przez CSIRO, australijską krajową agencję naukową) oraz satelitę Integral Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).

„Te eksplozje te były niezwykle krótkie i zdarzały się co kilka godzin, ale nie można było dokładnie przewidzieć, kiedy do nich dojdzie. Trzeba więc było wpatrywać się w obserwacje teleskopu przez długi czas i mieć nadzieję, że uda się uchwycić kilka wybuchów. W ciągu trzech dni obserwacji widzieliśmy 10 eksplozji i rozbłysków dżetów” – twierdzi Jakob van den Eijnden.

Dżety poruszały się z prędkością około 114 tysięcy kilometrów na sekundę, co stanowi niewiarygodne 35-40 procent prędkości światła.

Był to pierwszy raz, kiedy astronomowie byli w stanie przewidzieć i bezpośrednio obserwować, w jaki sposób pewna ilość gazu została skierowana do dżetów i przyspieszona w przestrzeń kosmiczną.

Naukowcy uważają, że masa i rotacja gwiazd neutronowych i czarnych dziur również mają wpływ na dżety. Astronomowie potwierdzając, że badania tego typu są możliwe, sprawili, że będą one stanowić plan dla przyszłych eksperymentów dotyczących gwiazd neutronowych. Dżety mogą być również wytwarzane przez kataklizmy, takie jak wybuchy supernowych i rozbłyski gamma.

Emil Gołoś