Przejdź do treści

Obfitość metali rzadkich wskazuje na brakującą gwiazdę towarzyszącą supernowej Kasjopeja A

Pozostałość po supernowej Kasjopeja A

Świeże analizy danych rentgenowskich sugerują, że jedna z najbardziej znanych supernowych miała gwiazdę towarzyszącą.

Analiza spektroskopowa przeprowadzona przez astrofizyków z RIKEN sugeruje, że masywna gwiazda, która eksplodowała, tworząc supernową znaną jako Kasjopeja A, najprawdopodobniej miała gwiazdę towarzyszącą, która nie została jeszcze zauważona. Daje to świeży impuls do poszukiwania tego towarzysza.

Supernowe są jednymi z najbardziej gwałtownych zdarzeń we Wszechświecie. Dochodzi do nich, gdy masywna gwiazda wyczerpie zapasy paliwa, a jej jądro zapadnie się pod jej ogromną grawitacją.

Chociaż wysunięto teorie w celu wyjaśnienia związanych z tym zjawiskiem procesów, nie zostały one jeszcze potwierdzone obserwacjami. „Mechanizmy wybuchu masywnych gwiazd to od dawna problem w astrofizyce. Mamy scenariusze teoretyczne, ale chcielibyśmy je potwierdzić obserwacjami” – zauważa Toshiki Sato z RIKEN High Energy Astrophysics Laboratory.

Ważnym parametrem w badaniu ewolucji gwiazd jest stosunek cięższych pierwiastków do wodoru, najlżejszego pierwiastka – stosunek znany jako metaliczność. Krótko po Wielkim Wybuchu były tylko trzy pierwiastki: wodór, hel i lit. Ale z każdą kolejną generacją gwiazd coraz więcej pierwiastków stawało się bardziej liczniejszymi.

Początkowa metaliczność gwiazd jest ważnym czynnikiem decydującym o jej losie i wpływa na sposób, w jaki gwiazda umiera, dlatego bardzo ważne jest zbadanie jej, aby zrozumieć, jak gwiazda wybuchła.

Teraz Sato i jego współpracownicy po raz pierwszy określili początkową metaliczność Kasjopei A. Dokonali tego, łącząc dane z 13 obserwacji supernowej wykonanych przez obserwatorium rentgenowskie Chandra w ciągu ostatnich 18 lat, aby znaleźć stosunek manganu do chromu w czasie wybuchu. Na tej podstawie oszacowano, że początkowa metaliczność Kasjopei A była niższa niż metaliczność Słońca.

Kasjopeja A jest znana jako supernowa ze zdartą otoczką, ponieważ jej zewnętrzna warstwa wodorowa została usunięta. Ale niska początkowa metaliczność implikuje, że wiatr gwiazdowy byłby zbyt słaby, aby usunąć tę warstwę wodorową. Jedynym wyjaśnieniem, jakie pozostaje, jest to, że została ona usunięta przez gwiazdę towarzyszącą – zaskakujące odkrycie, ponieważ jak dotąd nie znaleziono żadnych oznak gwiezdnego towarzysza.

Powodem, dla którego jej nie zaobserwowano, może być to, że jest zwartym, słabym obiektem, takim jak czarna dziura, gwiazda neutronowa lub biały karzeł. Odkrycie to stanowi zatem nowy kierunek zrozumienia pochodzenia Kasjopei A. Naukowcy mają nadzieję, że doprowadzi to do znacznego postępu w zrozumieniu mechanizmu wybuchów supernowych.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
Rare-metal abundance points to a missing companion star for the supernova Cassiopeia A

A Subsolar Metallicity Progenitor for Cassiopeia A, the Remnant of a Type IIb Supernova

Źródło: RIKEN

Na ilustracji: Pozostałość po supernowej Kasjopeja A zaobserwowana przez Chandra. Źródło:  NASA/ CXC/ SAO