Program ULLYSES pozwoli lepiej poznać gwiazdy
Astronomowie wykorzystując Kosmiczny Teleskop Hubble’a zebrali informacje o prawie 500 gwiazdach w ciągu trzech lat w ramach programu ULLYSES. Wysiłek ten oferuje nowy wgląd w powstawanie, ewolucję i wpływ gwiazd na ich otoczenie.
Kompleksowe badanie, nazwane ULLYSES (Ultraviolet Legacy Library of Young Stars as Essential Standards), zostało zakończone w grudniu 2023 roku. Niezwykle szeroki zestaw danych spektroskopowych uzyskanych w świetle ultrafioletowym, będzie analizowany przez astronomów przez dziesięciolecia. Jak tłumaczą naukowcy, ponieważ światło ultrafioletowe można obserwować tylko z kosmosu, Hubble jest jedynym aktywnym teleskopem, który może przeprowadzić te badania.
„Wierzę, że projekt ULLYSES będzie szczególny, wpływając na ogólną astrofizykę – od egzoplanet, przez wpływ masywnych gwiazd na ewolucję galaktyk, po zrozumienie najwcześniejszych etapów ewolucji Wszechświata. Oprócz konkretnych celów programu, dane gwiezdne mogą być również wykorzystywane w dziedzinach astrofizyki w sposób, którego jeszcze nie potrafimy sobie wyobrazić” – mówi Julia Roman-Duval, kierownik zespołu wdrożeniowego ULLYSES w Space Telescope Science Institute (STScI).
Naukowcy z programu ULLYSES zbadali 220 gwiazd, a następnie połączyli obserwacje z informacjami z archiwum Hubble’a na temat 275 dodatkowych obiektów. Program obejmował również dane z największych i najpotężniejszych na świecie teleskopów naziemnych i kosmicznych teleskopów rentgenowskich. Zbiór danych ULLYSES składa się z widm gwiazd, które zawierają informacje o temperaturze, składzie chemicznym i rotacji każdej gwiazdy.
Jak tłumaczą astronomowie, jednym z typów gwiazd badanych w ramach ULLYSES są super gorące, masywne, niebieskie gwiazdy. Są one milion razy jaśniejsze od Słońca i świecą intensywnie w świetle ultrafioletowym, które może być łatwo wykryte przez Hubble’a. Ich widma zawierają kluczowe dane dotyczące prędkości ich potężnych wiatrów. Napędzają one ewolucję galaktyk i zasiewają w nich pierwiastki potrzebne do życia. Cząstki te tworzą się dzięki fuzji jądrowej gwiazd, a następnie wyrzucane w przestrzeń kosmiczną, gdy gwiazda umiera.
W ramach programu ULLYSES naukowcy skierowali badali niebieskie gwiazdy w pobliskich galaktykach, które są ubogie w pierwiastki cięższe niż hel i wodór. Ten typ galaktyk był powszechny we wczesnym Wszechświecie.
„Obserwacje ULLYSES są krokiem w kierunku zrozumienia tych pierwszych gwiazd i ich wiatrów we Wszechświecie oraz tego, jak wpływają one na ewolucję ich młodych galaktyk macierzystych” – twierdzi Roman-Duval.
Drugą kategorią gwiazd badanych w czasie programu ULLYSES są młode gwiazdy o masie mniejszej niż masa Słońca. Jak tłumaczą astronomowie są one chłodniejsze i bardziej czerwone niż nasza gwiazda, w okresie formowania się emitują one strumień wysokoenergetycznego promieniowania, w tym podmuchy światła ultrafioletowego i promieniowania rentgenowskiego. Ponieważ wciąż rosną, zbierają materiał ze swojego otoczenia, tworząc dyski pyłu i gazu.
Widma Hubble’a zawierają kluczowe dane procesu, w którym uzyskują one swoją masę, w tym ilość energii, jaką proces ten uwalnia do otaczającego dysku protoplanetarnego i pobliskiego środowiska. Światło ultrafioletowe młodych gwiazd wpływa na ewolucję tych dysków podczas formowania się planet, a także na szanse zamieszkania przez nowo narodzone planety. Gwiazdy docelowe znajdują się w pobliskich regionach gwiazdotwórczych w naszej galaktyce Drogi Mlecznej.
„ULLYSES został pierwotnie zaplanowany jako program obserwacyjny wykorzystujący czułe spektrografy Hubble’a. Jednak został znacznie wzbogacony o skoordynowane i pomocnicze obserwacje z innymi obserwatoriami naziemnymi i kosmicznymi. Tak szerokie zakres pozwoli astronomom badać życie gwiazd z niespotykaną dotąd szczegółowością i nakreślić bardziej kompleksowy obraz właściwości tych gwiazd i ich wpływu na środowisko” – zaznacza Roman-Duval.
Emil Gołoś
