Praca polskich astronomów nagrodzona prestiżową nagrodą. W badaniach pomogli im internauci

Artykuł polskich astronomów o pochodzeniu ultrajasnych źródeł rentgenowskich został wyróżniony przez American Astronomical Society. Potrzebne w badaniach obliczenia przeprowadzono dzięki… „pożyczeniu” mocy obliczeniowej komputerów zwykłych internautów.

Artykuł „The Origin of the Ultraluminous X-Ray Sources” został wyróżniony pod koniec września przez organizację American Astronomical Society na portalu AAS Nova, na którym wskazywane są najciekawsze prace publikowane w pismach wydawanych przez AAS. Jego autorami są Grzegorz Wiktorowicz z Uniwersytetu Warszawskiego, Małgorzata Sobolewska z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics oraz Jean-Pierre Lasota i Krzysztof Belczyński z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN.

Redaktorzy AAS Nova docenili zarówno wartość naukową pracy, jak i wartość popularyzatorską, związaną z zaangażowaniem w prowadzenie obliczeń naukowych użytkowników internetu. Za pośrednictwem projektu Universe@Home użyczali oni mocy obliczeniowej swoich komputerów, co pozwoliło zwiększyć dostępne moce obliczeniowe oraz szybkość dokonywania obliczeń. [O projekcie Universe@Home pisaliśmy już wcześniej].

Doceniona przez AAS praca dotyczy ultrajasnych źródeł rentgenowskich (ULX) – czyli punktowych, nieznajdujących się w centrach galaktyk obiektów, których jasność w zakresie rentgenowskim przekracza 10^39 ergów na sekundę (limit Eddingtona dla typowej gwiazdowej czarnej dziury). Tak duże jasności mogą być uzyskiwane w czasie transferu masy nie tylko na czarne dziury, ale także na gwiazdy neutronowe – wykazały badania przeprowadzone metodą syntezy populacji.

Niedawno jako składniki ULXów zostały wykryte trzy pulsary; pokazuje to, że emisja w tych obiektach jest znacząco ponad-Eddingtonowska. Już wcześniejsze prace wskazywały, że pulsary te mogą być jedynie czubkiem góry lodowej i ULXy mogą w rzeczywistości często zawierać gwiazdy neutronowe. Jednak dopiero szeroko zakrojone symulacje przeprowadzone przez polskich astronomów pozwoliły po raz pierwszy zbadać tę kwestię.

Symulacje wykazały, że czarne dziury będą dominowały w populacjach ULX w obszarach gwiazdotwórczych. Pokrywa się to z naszą dotychczasową wiedzą: to w tych obszarach najczęściej obserwowane są ULXy i tam też są one najjaśniejsze. Natomiast gwiazdy neutronowe będą dominowały w obszarach gdzie aktywność gwiazdotwórcza ustała lub trwa w sposób ciągły, a metaliczność jest porównywalna ze słoneczną.

Badania polskich astronomów wykazały również, że populacja ULXów z gwiazdami neutronowymi (NSULX) jest niejednorodna ze względu na gwiazdy towarzyszące. Autorzy przedstawili relację, jaka zachodzi pomiędzy wiekiem, w którym obiekt jest widoczny jako ULX, a fazą ewolucyjną gwiazdy-towarzysza.

Jak się okazało, najmłodsze NSULXy – czyli te najczęściej występujące w obszarach gwiazdotwórczych – będą zawierały głównie gwiazdy ciągu głównego. Z kolei systemy, które przez fazę emisji ULX przechodzą kilkaset lat po ustaniu formowania się gwiazd, będą przeważnie zawierały gwiazdy przechodzące przez przerwę Hertzsprunga. Najstarsze ULXy, występujące w populacjach o wieku 1 mld lat lub większym, będą zawierać głównie czerwone olbrzymy. Typowe masy gwiazd-towarzyszy zawierają się w przedziale 0.6-1.5 mas Słońca – może to tłumaczyć trudności w obserwacjach gwiazd towarzyszących w większości znanych ULXów.

Artykuł ukazał się w piśmie „The Astrophysical Journal” (doi:10.3847/1538-4357/aa821d).

Autor: Katarzyna Florencka
Edytor: Anna Ślązak
Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl
Fot.: pixabay.com