Przejdź do treści

Czy rzadki rodzaj supernowej może pomóc rozstrzygnąć wieloletnią debatę na temat ich pochodzenia?

img

Odkrycie przez zespół astronomów supernowej o niezwykłej sygnaturze chemicznej może być kluczem do rozwiązania tajemnicy, która stoi za tym gwałtownym wybuchem. Odkrycia dokonane przy użyciu teleskopów Magellana w Obserwatorium Las Campanas w Chile były istotne dla wykrycia emisji wodoru, która sprawiła, że supernowa o nazwie ASASSN-18tb jest tak charakterystyczna.

Supernowe typu Ia odgrywają istotną rolę w pomaganiu astronomom w zrozumieniu Wszechświata. Dzięki ich ogromnej jasności są widoczne na dużych odległościach i dzięki temu są wykorzystywane jako kosmiczne znaczniki. Co więcej, ich gwałtowne wybuchy tworzą wiele pierwiastków składających się na otaczający nas świat, które są wyrzucane do galaktyki aby budować przyszłe gwiazdy i układy gwiazd.

Chociaż wodór jest najbardziej powszechnym pierwiastkiem we Wszechświecie, prawie nigdy nie był widoczny podczas wybuchu supernowej typu Ia. W rzeczywistości brak wodoru jest jedną z cech definiujących tę kategorię supernowych, i jest uważany za kluczową wskazówkę do zrozumienia tego, co się działo tuż przed wybuchem. Dlatego właśnie obserwacja emisji wodoru z tej supernowej była tak zaskakująca.

Supernowe typu Ia pochodzą z termojądrowej eksplozji białego karła, który jest częścią układu podwójnego. Ale to, co dokładnie wywołuje eksplozję białego karła – martwego jądra pozostałego po tym, jak gwiazda podobna do Słońca wyczerpała swoje paliwo – jest wielką zagadką. Dominujący pomysł jest taki, że biały karzeł zdobywa materię od swojego gwiezdnego towarzysza, co może ostatecznie wywołać eksplozję, ale czy jest  to właściwa teoria, było przedmiotem gorących dyskusji przez dziesięciolecia.

To doprowadziło zespół badawczy do zapoczątkowania ważnego badania na temat supernowych typu Ia – zwanego 100IAS – które rozpoczęło się, gdy Juna Kollmeier z Carnegie omawiała pochodzenie tych supernowych ze współautorami badania Subo Dong z Peking University i Doron Kushnir z Weizmann Institute of Science, który wraz z kolegą Boazem Katzem, przedstawił nową teorię eksplozji typu Ia obejmującą gwałtowne zderzenie dwóch białych karłów.

Astronomowie chętnie badają sygnatury chemiczne materii wyrzucanej podczas tych eksplozji, aby zrozumieć mechanizm zaangażowany w tworzenie supernowych typu Ia.

W ostatnich latach astronomowie odkryli niewielką liczbę supernowych typu Ia, które są schowane za dużą ilością wodoru – może nawet taką, co masa Słońca. Ale pod wieloma względami ASASSN-18tb różni się od poprzednich tego typu zdarzeń.

Po pierwsze, we wszystkich poprzednich przypadkach te supernowe typu Ia osłonięte przez wodór znaleziono w młodych galaktykach tworzących gwiazdy, w których może znajdować się dużo gazu bogatego w wodór. Ale ASASSN-18tb miała miejsce w galaktyce składającej się ze starych gwiazd. Po drugie, ilość wodoru wyrzucanego przez ASASSN-18tb jest znacznie mniejsza niż ta obserwowana wokół innych supernowych typu Ia. Prawdopodobnie stanowi około 1/100 masy Słońca.

Nidia Morrell, także z Carnegie, obserwowała w tę noc, i natychmiast zredukowała dane pochodzące z teleskopu i rozesłała je do zespołu. Ping Chen jako pierwszy zauważył, że nie było to typowe widmo. Astronomowie byli zaskoczeni tym, co widzieli w widmie ASASSN-18tb.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Could This Rare Supernova Resolve A Longstanding Origin Debate?

Hα emission in the nebular spectrum of the Type Ia supernova ASASSN-18tb

Źródło: Carnegie Science

Ilustracja: Przedstawiono trzy możliwości powstawania tajemniczej emisji wodoru z supernowej typu Ia zwanej ASASSN-18tb. Źródło: Anthony Piro