Obserwacje dżetu materii w układzie symbiotycznym CH Cygni

0

CH Cygni jest układem symbiotycznym oddalonym od Ziemi o około 800 lat świetlnych, w którym materia wypływa z jednego składnika – czerwonego olbrzyma – i odkłada się w formie gorącego dysku, który otacza drugi składnik – białego karła. Nowy materiał zdjęciowy, wykonany za pośrednictwem teleskopów kosmicznych Chandra oraz Hubble i połączony z danymi z obserwacji radiowych, wykonanych przez VLA (Very Large Array), pozwolił na dostrzeżenie po raz pierwszy szczegółów, należących do potężnego dżetu, napędzanego przez materiał odkładający się w dysku akrecyjnym białego karła.

Układy symbiotyczne należą do specyficznej grupy układów podwójnych, w których oba składniki bezpośrednio na siebie oddziałują, wpływając przez to wzajemnie na swoją ewolucję, choć diametralnie się od siebie różnią. Czerwony olbrzym jest ogromną, jasną gwiazdą o relatywnie niskiej temperaturze fotosfery, podczas gdy biały karzeł charakteryzuje się niewielkimi rozmiarami i jasnością, ale bardzo wysoką temperaturę.

W systemach symbiotycznych istnienie dysku akrecyjnego jest ściśle uzależnione od czerwonego olbrzyma, a konkretnie od wiatru słonecznego, który się z niego wydobywa. Natomiast energia, masa oraz prędkość dżetu wytworzonego przez białego karła, jest ściśle powiązana ze środowiskiem w jakim się on znajduje, włącznie z dyskiem opadającej materii.

Prawdopodobnie układy tego typu odpowiedzialne są za formowanie się tzw. mgławic dwubiegunowych (bipolarnych), czyli posiadających wyraźnie symetryczny osiowo kształt. Ale najważniejszą funkcją takich obiektów jest fakt, iż mogą one produkować spektakularne eksplozje supernowych typu Ia, które są niezwykle istotne dla współczesnej astronomii – podobna wartość uwalnianej przez nie energii pozwala na ustalanie odległości, dzielącej Ziemię z innymi obiektami – zwłaszcza w skalach galaktycznych. Dzieje się tak jednak tylko w przypadku tych układów, w których masa białego karła wraz z dyskiem materii, pochodzącej z czerwonego olbrzyma przekroczy ~1,4 masy Słońca, czyli tzw. granicę Chandrasekhara, co powoduje potężną eksplozję mniejszego składnika układu.

Obserwacje CH Cygni ujawniły niezwykłą prędkość materii w wykrytym dżecie – porusza się ona z prędkością bliską 1388 km/s. Co więcej, obserwacje przeprowadzone przez teleskop Hubble wykonane w świetle widzialnym, zarejestrowały pewne zakrzywienie dżetu, które świadczy o tym, że zmienia on swój kierunek w przestrzeni. Ta precesja dżetu może być spowodowana przez chwianie się rotującego dysku materii, otaczającej białego karła.

Na zdjęciach dżetu pojawiają się również punktowe obszary, które widoczne są we wszystkich trzech zakresach promieniowania (rentgenowskiego, świetlnego oraz radiowego) – to świadectwo potężnych ilości materii, wyrzuconych przez dżet w przeszłości, oraz interakcji z materiałem pochodzącym z czerwonego olbrzyma, który stanowił niegdyś jego zewnętrzne powłoki. Sam dżet udało się zarejestrować już w odległości około 20 AU (jednostek astronomicznych – średniej odległości Ziemi od Słońca), przy czym rozciąga się on na długość aż 750 AU – około dwudziestokrotnie dalej niż wynosi odległość Słońca do Plutona.

Kształt dżetu wykazuje również bardzo duże podobieństwo do swoich kuzynów rejestrowanych w przypadku innych obiektów kosmicznych, między innymi młodych gwiazd oraz supermasywnych czarnych dziur. Z tego względu może posłużyć jako model, na bazie którego studiować można formowanie się i propagację dżetów w bardziej złożonych i odległych systemach.

CH Cygni należy do rodziny około kilkuset znanych układów symbiotycznych i jest także jednym z najbliższych przedstawicieli tej grupy w stosunku do Ziemi.

W zespole badawczym znaleźli się naukowcy z kilku ośrodków naukowych – Margarita Karovska, Terrance Gaetz, John Raymond i Nicholas Lee z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Christopher Carilli z National Radio Astronomy Observatory oraz Warren Hack ze Space Telescope Science Institute.

Źródło: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Przykład planetarnej mgławicy dwubiegunowej - M2-9 Twin Jet Nebula w konstelacji Wężownika (Bruce Balick (University of Washington), Vincent Icke (Leiden University, The Netherlands), Garrelt Mellema (Stockholm University), and NASA/ESA)

Share.

Comments are closed.