Naukowcy z Uniwersytetu Wrocławskiego wyjaśniają pochodzenie i historię powstawania błękitnych maruderów. To gwiazdy, które wydają się znacznie młodsze niż populacja, do której należą i w której powstały. Na ich badania dolnośląscy uczeni otrzymali blisko 2,8 mln zł.
Mianem „błękitnych maruderów” określa się gwiazdy, które wydają się znacznie młodsze niż populacja, do której należą i w której powstały. Obiekty te zostały zidentyfikowane głównie w gromadach gwiazdowych i różnią się od większości pozostałych gwiazd tym, że są dużo jaśniejsze i gorętsze. Są też znacznie młodsze niż przewiduje standardowa teoria ewolucji gwiazd pojedynczych. Stąd wzięła się ich nazwa – obiekty te „ociągają” się (marudzą) w ewolucji. W jaki zatem sposób powstały?
Zaproponowano dwa mechanizmy ich „odmłodzenia”. Pierwszy polega na transferze masy lub zlaniu gwiazd w układach podwójnych. Drugi – to zderzenia gwiazd w gęstych obszarach gromad – tłumaczy prof. Jadwiga Daszyńska-Daszkiewicz z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Wrocławskiego.
Jak rozróżnić, który mechanizm przyczynił się do powstania danego błękitnego marudera? Pomimo wielu wysiłków teoretycznych i obserwacyjnych, procesy fizyczne rządzące powstawaniem i dalszą ewolucją błękitnych maruderów nadal nie są w pełni zrozumiałe. Nie wiadomo też dokładnie, w jaki sposób dynamika gromady wpływa na powstawanie tych osobliwych gwiazd. Wypełnienie luki w ich badanu metodami asterosejsmicznymi postawili sobie za cel naukowcy z Uniwersytetu Wrocławskiego. Od lat zajmują się modelowaniem sejsmicznym gwiazd różnych typów, stanowiąc jeden z wiodących zespołów na świecie zajmujących się astrosejsmologią.
To stosunkowo młoda gałąź astrofizyki, opierająca się na analizie okresowych zmian jasności gwiazd spowodowanych propagacją w ich wnętrzach fal akustycznych i wypornościowych. Konstruując modele sejsmiczne, czyli modele odtwarzające obserwowane częstotliwości modów pulsacji, można uzyskać silne ograniczenia na masę, wiek, skład chemiczny oraz prędkość rotacji. Ponadto metoda ta przynosi informacje na temat profilu rotacji, wydajności transportu energii przez konwekcję oraz wydajności różnych procesów mieszania we wnętrzu gwiazdy – wyjaśnia prof. Daszyńska-Daszkiewicz.
Jak dodaje, na postawie modelowana sejsmicznego błękitnych maruderów wyznaczone zostaną masa, wiek, obfitość metali i helu oraz profil rotacji. Ponadto modele ewolucyjne będą liczone dla gwiazd pojedynczych, podwójnych oraz obiektów powstałych w wyniku zderzeń. Naukowcy spodziewają się różnic zarówno w wartościach częstotliwości, jak i we wzbudzaniu pulsacji z powodu zmiany składu chemicznego w wyniku transferu masy lub zderzenia. Wszystkie otrzymane parametry fizyczne mogą pomóc wyjaśnić pochodzenie i historię powstawania błękitnych maruderów. Wiedza na temat ich dokładnych mas i wieku jest kluczowa w badaniu dynamiki gromad.
Nasze badania będą dotyczyły głównie gwiazd pulsujących w dwóch modach radialnych. Stosunek okresów takich modów przyjmuje wartości w bardzo wąskim przedziale. Z drugiej strony współczesne obserwacje, w szczególności satelitarne (np. z misji Kepler lub TESS), dają dokładności do szóstego miejsca po przecinku w stosunku okresów. Dodatkowo spróbujemy znaleźć korelacje między własnościami pulsujących błękitnych maruderów a parametrami gromad, do których należą. Na koniec, biorąc wartości mocy promieniowania otrzymane z modelowania asterosejsmicznego, wyznaczymy zależność okres-jasność dla pulsujących błękitnych maruderów. Zależność ta jest wykorzystywana do wyznaczania odległości we Wszechświecie – zapowiada liderka zespołu.
Badania będą prowadzone we współpracy z Los Alamos National Laboratory (USA) oraz Instituto de Astrofísica de Andalucía (Hiszpania). Główna część projektu zostanie zrealizowana w Instytucie Astronomicznym Uniwersytetu Wrocławskiego, ale planowane są również wyjazdy do Los Alamos. Projekt otrzymał finansowanie w ostatniej odsłonie konkursu MAESTRO. Na jego realizację Narodowe Centrum Nauki przeznaczyło blisko 2,8 mln zł.
MK, źródło: NCN