Supernowe typu Ia to eksplodujące białe karły o masie zbliżonej do masy Chandrasekhara. Z tego powodu wybuchy supernowych typu Ia mają prawie uniwersale właściwości i są doskonałym narzędziem do oszacowania odległości do wybuchu, jak kosmiczna drabina odległości. Zapadające się masywne gwiazdy tworzą inny rodzaj supernowych (typu II) o bardziej zmiennych właściwościach, ale o porównywalnych jasnościach szczytowych.
Jak dotąd najjaśniejsze zdarzenia zachodzą w supernowych z zapadniętym jądrem w środowisku gazowym, gdy ośrodek okołogwiazdowy w pobliżu wybuchu przekształca energię kinetyczną w promieniowanie i w ten sposób zwiększa jasność. Źródłem materii okołogwiazdowej jest zwykle wiatr gwiazdowy pochodzący z zewnętrznych warstw masywnej gwiazdy, które zostały wyrzucone przed wybuchem.
Naturalnym pytaniem jest, jak będą wyglądały supernowe typu Ia w gęstym środowisku gazowym? I jakie jest pochodzenie ośrodka okołogwiazdowego w tym przypadku? Czy będą one również bardziej świecące niż ich standardowe rodzeństwo? Aby odpowiedzieć na to pytanie, międzynarodowy zespół naukowców badał wybuchy w gęstych dyskach akrecyjnych wokół centralnych regionów aktywnych jąder galaktyk. Skonstruowali oni model analityczny, który wyznacza szczytową jasność i krzywą blasku dla różnych warunków początkowych, takich jak własności dysku akrecyjnego, masa supermasywnej czarnej dziury, oraz położenie i wewnętrzne własności wybuchu (np. energia początkowa, masa wyrzutu). W modelu wykorzystano również zestawy najnowocześniejszych symulacji hydrodynamicznych promieniowania.
Eksplozja generuje falę uderzeniową w ośrodku okołogwiazdowym, która stopniowo rozchodzi się na zewnątrz. W końcu fala uderzeniowa osiąga powłokę, która jest wystarczająco cienka optycznie, aby fotony mogły się z niej „wyrwać”. Położenie tej powłoki i czas trwania dyfuzji fotonów określają własności krzywej blasku.
Jeżeli ilość ośrodka okołogwiazdowego jest znacznie mniejsza niż masa wyrzucanej materii, krzywe blasku wyglądają bardzo podobnie do supernowych typu Ia. I odwrotnie, bardzo masywna materia okołogwiazdowa może zdławić wybuch i nie będzie on widoczny. Punkt krytyczny leży gdzieś pomiędzy, gdzie masa wyrzutu jest mniej więcej porównywalna z ilością materii okołogwiazdowej. W tym drugim przypadku, szczytowa jasność jest 100 razy większa niż w przypadku standardowych supernowych typu Ia, co czyni ją jedną z najjaśniejszych supernowych, jakie kiedykolwiek powstały.
Więcej informacji:
- Supernova Explosions In Active Galactic Nuclear Discs
- Supernova explosions in active galactic nuclei discs
Źródło: OzGrav
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artysty Jamesa Josephidesa, Swinburne University of Technology.
