Przejdź do treści

Nietypowa eksplozja supernowej Ia

Zdjęcie mgławicy planetarnej "Błękitna Śnieżka" wykonane przez Obserwatorium Uniwersytetu Stanowego Florydy.

Sto milionów lat świetlnych od Ziemi wybuchła niezwykła supernowa.

Ta eksplodująca gwiazda, znana jako „supernowa LSQ14fmg”, była odległym obiektem odkrytym przez 37-osobowy, międzynarodowy zespół naukowców. Ich badania, opublikowane w „The Astrophysical Journal”, pomogły odkryć pochodzenie grupy supernowych, do których należy ta gwiazda.

Charakterystyka tej supernowej, która jaśnieje bardzo wolno, a także jest jedną z najjaśniejszych eksplozji w swojej klasie – nie przypomina żadnej innej.

Ta wybuchająca gwiazda to tak zwana supernowa typu Ia, należąca do grupy „super-Chandrasekhar” supernowych.

Supernowe Ia są eksplodującym finałem niektórych małomasywnych gwiazd. Są tak potężne, że kształtują ewolucję galaktyk i możemy je obserwować z Ziemi, nawet gdy znajdują się w połowie do granic obserwowalnego Wszechświata.

Supernowe typu Ia były kluczowymi narzędziami do odkrycia przyspieszonej ekspansji Wszechświata sugerującej istnienie tak zwanej ciemnej energii. Zakłada się, że do eksplozji dochodzi przy przekroczeniu masy Chandrasekhara przez akreującego białego karla w układzie podwójnym. Mimo to astronomowie wciąż nie są pewni w jakich układach dochodzi do tych wybuchów, poza tym, że są to eksplozje termojądrowe białych karłów. W szczególności może to dotyczyć zderzeń białych karłów.

Jednak zespół badawczy wiedział, że blask supernowej typu Ia rośnie i opada w skali tygodni, podtrzymywane energią radioaktywnego rozpadu niklu powstałym podczas eksplozji. Supernowa tego typu jaśnieje, gdy nikiel staje się bardziej widoczny, a następnie słabnie, gdy supernowa ostygnie, a nikiel rozpadnie się na kobalt i żelazo.

Po zebraniu danych z teleskopów w Chile i Hiszpanii zespół badawczy zauważył, że supernowa uderzyła w otaczającą ją materię, co spowodowało uwolnienie większej ilości światła wraz ze światłem rozpadającego się niklu. Zobaczyli również dowody na produkcję tlenku węgla. Obserwacje te doprowadziły ich do pewnej konkluzji – supernowa eksplodowała wewnątrz czegoś, co wcześniej było gwiazdą na asymptotycznej gałęzi olbrzymów diagramu H-R (gwiazda typu AGB) w drodze do przekształcenia się w protomgławicę planetarną.

Naukowcy wysunęli teorię, że eksplozja była wywołana przez połączenie się jądra gwiazdy AGB i innego białego karła krążącego w jego zasięgu. Gwiazda centralna traciła znaczną ilość materii w postaci wiatru gwiazdowego. Proces utraty materii nagle się zatrzymał i powstał pierścień otaczający gwiazdę. Wkrótce po wybuchu supernowej, ekspandująca otoczka uderzyła w pierścień materii, który często możemy oglądać na zdjęciach w postaci mgławicy planetarnej. Energia wytworzona podczas zderzenia została zaobserwowana jako dodatkowe powolne pojaśnienie.

„Jest to pierwszy silny dowód obserwacyjny na to, że supernowa typu Ia może eksplodować w układzie protomgławicy planetarnej, co jest ważnym krokiem w zrozumieniu pochodzenia supernowych typu Ia. Te supernowe mogą być szczególnie kłopotliwe, ponieważ mogą mieszać się z próbką normalnych supernowych wykorzystywanych do badania ekspansji Wszechświata. Te badania pozwalają nam lepiej zrozumieć pochodzenie supernowych typu Ia i pomogą udoskonalić przyszłe badania nad ciemną energią” – powiedział Eric Hsiao, asystent profesora fizyki na Uniwersytecie Stanowym Florydy, który przewodził zespołowi badaczy.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
FSU-led research team discovers unique supernova explosion

Carnegie Supernova Project II: The Slowest Rising Type Ia Supernova LSQ14fmg and Clues to the Origin of Super-Chandrasekhar/03fg-like Events*

Źródło: Florida State University

Na ilustracji: Zdjęcie mgławicy planetarnej „Błękitna Śnieżka” wykonane przez Obserwatorium Uniwersytetu Stanowego Florydy. Supernowa LSQ14fmg eksplodowała w układzie podobnym do tego, w którym centralna gwiazda straciła dużą ilość masy na skutek wiatru gwiazdowego. Kiedy proces utraty masy nagle się zatrzymał, utworzył pierścień materii otaczający gwiazdę. Źródło: dzięki uprzejmości Erics Hsiao.