Z prac polskich astronomów w 1982
roku

Kontynuując coroczną informację o osiągnięciach polskich astronomów wymieńmy niektóre z ciekawszych wyników minionego roku. Do najwartościowszych należy zaliczyć opracowania pomiarów promieniowania rentgenowskiego różnych obiektów. Na podstawie analizy obserwacji rentgenowskich wybuchających gwiazd neutronowych zwanych bersterami, dr Mirosław Sztajno (pracownia krakowska Centrum Astronomicznego PAN) opracował fenomenologiczny model wybuchu, który przewiduje, że wybuchem objęta jest tylko część powierzchni gwiazdy różna w zależności od tempa akrecji materii i zmieniająca się w poszczególnych wybuchach. Dr Andrzej Sołtan (Centrum Astronomiczne PAN) podczas pobytu w Centrum Astrofizycznym w Cambridge (USA) przeprowadził statystyczną analizę pomiarów promieniowania rentgenowskiego bogatych gromad galaktyk i stwierdził istotną różnicę w rozkładzie jasności gromad różnych klas liczebności. Okazuje się, że najbogatsze gromady są stosunkowo rzadko słabymi źródłami rentgenowskimi. Badając natomiast możliwość występowania bardzo słabych aktywnych jąder w normalnych galaktykach doszedł do wniosku, że prawdopodobnie większość galaktyk spiralnych zawiera w centrum źródło rentgenowskie o jasności 10⁴⁰–10⁴² erg/s. Tak znaczna koncentracja przestrzenna słabych źródeł jest zgodna z głębokimi rentgenowskimi przeglądami nieba i nakłada bardzo silne ograniczenia na tempo ewolucji tych obiektów. Wzrost jasności nie może przekraczać czynnika 7 dla przesunięcia ku czerwieni równego 1 (dla kwazarów obserwuje się wzrost o czynnik większy od 1000).

Nowe wyjaśnienie pochodzenia promieniowania rentgenowskiego z Syriusza B podali prof. Wojciech Dziembowski i mgr Krzysztof Gęsicki (Centrum Astronomiczne PAN). Podobnie jak we wcześniejszych interpretacjach przyjęli oni istnienie gorącej korony wokół gwiazdy, ale stwierdzili, że mechanizmem odpowiedzialnym za jej grzanie jest nie konwekcja lecz oscylacje, których samowzbudzenie zostało wykazane teoretycznie.

Drugą dziedziną, która przyniosła ciekawe rezultaty, to teoria dysków akrecyjnych. Prof. Józef Smak (Centrum Astronomiczne PAN) skonstruował modele struktury wertykalnej dysków akrecyjnych w zastosowaniu do kataklizmicznych układów podwójnych gwiazd, uwzględniając efekty związane z małą grubością optyczną oraz odstępstwa od równowagi termicznej. Pozwoliły one na lepsze zrozumienie odkrytej uprzednio niestabilności dysków akrecyjnych w niskich temperaturach. Dr Marek Abramowicz (Centrum Astronomiczne PAN) podczas pobytu w Oxfordzie (Anglia) znalazł — razem ze współpracownikami — metodę pozwalającą na matematyczne modelowanie powolnej ewolucji dysku akrecyjnego wokół czarnej dziury. Pozwala ona na uwzględnienie procesów, które z powodu komplikacji matematycznych nie były dotychczas brane pod uwagę. Wstępne wyniki badań problemu samograwitacji w dyskach akrecyjnych pokazują, że wbrew panującej powszechnie wśród specjalistów opini, samograwitacja ma w pewnych przypadkach decydujące znaczenie w kształtowaniu globalnej równowagi nawet bardzo mało masywnych i niezbyt gorących dysków. Dr Abramowicz opracował ponadto teorię optycznie grubych strug materii wytryskującej z dysków akrecyjnych okrążających czarne dziury. Ma ona znaczenie przede wszystkim dla modelowania obiektu SS 433. O jego zagadkowości pisaliśmy w Uranii w numerach 12/1980 i 1/1981.

W ramach prac mających na celu diagnostykę zewnętrznych warstw atmosfer gwiazd późnych typów widmowych grupa gdańskich astrofizyków kierowana przez prof. Roberta Głębockiego (Instytut Fizyki Uniwersytetu Gdańskiego) wykonała badania chromosfer oraz warstwy przejściowej chromosfera–korona w gwiazdach, przyjmując jako punkt wyjścia Słońce oraz uwzględniając efekty związane z obecnością pól magnetycznych. W szczególności:

1. uzyskano teoretyczne modele chromosfer gwiazd ciągu głównego,
2. zinterpretowano podstawowe obserwacje emisji chromosferycznych przez konstrukcję średnich „empirycznych” modeli,
3. stwierdzono ścisłą korelację emisji chromosferycznych z rotacją gwiazdy w oparciu o analizę układów podwójnych,
4. przedyskutowano znaczenie pól magnetycznych w tworzeniu się chromosfer oraz warstw przejściowych chromosfera–korona.

Dr Jerzy Madej (Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego) stwierdził możliwość występowania zmian profili balmerowskich w widmach atmosfer gwiazd magnetycznych w zależności od fazy obrotu gwiazdy i opracował program obserwacyjny dla wykrycia tych zmian.

Istotne znaczenie dla poznania ewolucji nadolbrzymów mają najnowsze prace doc. Jana Smolińskiego (pracownia toruńska Centrum Astronomicznego PAN). W wyniku opracowań uzyskanych w ciągu 13 lat około 100 widm o dużej dyspersji skrajnego nadolbrzymna HD 217476 (jest to jedna z gwiazd w naszej Galaktyce o największej jasności absolutnej) określił on strukturę rozległej atmosfery tego nadolbrzyma wydzielając w niej trzy części: obszar zjonizowanego wodoru HII, wielowarstwową ekspandującą otoczkę oraz pulsującą fotosferę. Odkrył także, iż nadolbrzym ten jest układem podwójnym o okresie 2,6 lat.

W wyniku porównania widm ultrafioletowych układu podwójnego Beta Lyrae, uzyskanych za pośrednictwem orbitalnego teleskopu ultrafioletowego IUE, z profilami lini obliczonymi dla różnych modeli ekspandującej otoczka układu, dr Henryk Cugier (Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego) znalazł tempo utraty masy przez ten układ uzyskując wartość 3 · 10^–8 masy Słońca na rok.

Kontynuując numeryczne badania dynamicznej ewolucji gromad kulistych doc. Jerzy Stodółkiewicz (Centrum Astronomiczne PAN) przeanalizował mechanizm oddziałowywania gwiazd pojedynczych z układami podwójnymi jako generujący energię w gromadach. Stwierdził, że niewielka liczba (rzędu kilkudziesięciu) układów podwójnych wystarcza do powstrzymania grawitermicznego kolapsu gromad i zmniejszenia stopnia segregacji gwiazd względem mas w gromadach. Wykazał ponadto, że procesy prowadzące do tworzenia się układów podwójnych zachodzą w bardzo niewielkim obszarze gromady (zawierającym mniej niż 0,5% jej masy), a oddziaływanie gwiazd podwójnych z pojedynczymi prowadzą do wydzielania się energii jedynie w wewnętrznym jądrze gromady.

Badania heliofizyczne koncentrowały się na analizie widm promieniowania rentgenowskego rozbłysków słonecznych uzyskanych w programie INTERKOSMOS, a także z satelity Solar Maximum Mission. Prof . Jerzy Jakimiec (Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego) opracował metodykę wykrywania tzw. turbulencji jonowo–dźwiękowej w wysoko temperaturowej plazmie rozbłysku słonecznego i stwierdził, że w analizowanych rozbłyskach nie ma przejawów takiej turbulencji. Wniosek ten jest ważny dla identyfikacji mechanizmu wydzielania energii w rozbłyskach. Natomiast dr Janusz Sylwester (pracownia wrocławska Centrum Badań Kosmicznych PAN) opracował metodę analizy obrazów uzyskanych z satelity Solar Maximuum Mission, za pomocą której po raz pierwszy precyzyjnie udało się określiść ruch obszarów świecących w rozbłyskach z 7 kwietnia i 31 sierpnia 1980 roku oraz znaleźć związek tych obszarów z temperaturą.

Spośród prac dotyczących Układu Słonecznego wspomnijmy o magnetohydrodynamicznej teorii ogona magnetosfery Jowisza rozwiniętej pod kierunkiem prof. Stanisława Grzędzielskiego (Centrum Badań Ksmicznych PAN). W oparciu o analizę wpływu anizotropii ciśnienia wiatru słonecznego na powierzchnię graniczną ogona odkryto jego asymetrię względem osi łączącej Słońce z Jowiszem. Okazuje się, że spłaszczenie ogona jest dość znaczne: na orbicie Saturna jego szerokość sięga jednej jednostki astronomicznej, a grubość wynosi 0,3 jednostki astronomicznej. Wynik ten został potwierdzony przez pomiary Voyagera 2.

Na zakończenie kilka słów należy się tym razem również służbom astronomicznym, stale prowadzonym przez kilka ośrodków w Polsce. W Astronomicznym Obserwatorium Szerokościowym Centrum Badań Kosmicznych PAN w Borowcu uruchomiono dwa nowe przyrządy, dzięki którym znacznie wzrosła ranga tej stacji obserwacyjnej w różnych międzynarodowych programach badawczych. Całkowicie zbudowany w kraju odbiornik dopplerowski sygnałów radiowych emitowanych przez satelity nawigacyjne, który umożliwia precyzyjne wyznaczanie pozycji, został włączony do systematycznych wyznaczeń ruchu bieguna. Natomiast dzięki wypożyczonej we Francji astrolabii Danjona uruchomiono regularną służbę obserwacyjną zmian szerokości geograficznej.