Przejdź do treści

Obserwacje rozszerzającej się fali uderzeniowej w SN2011dh

Supernowa SN2011dh w Galaktyce Wir (M51)
Supernowe, wybuchowa śmierć masywnych gwiazd, stanowią jedne z najistotniejszych eksplozji we Wszechświecie, bowiem to właśnie w nich przestrzeń kosmiczna wzbogacana jest w pierwiastki chemiczne wyprodukowane we wnętrzu gwiazdy - w tym pierwiastki niezbędne do powstania planet i życia. Jasne promieniowanie supernowych pozwala wykorzystywać je jako swoiste  wskaźniki bardzo odległego wszechświata.

31 maja 2011 roku jeden z amatorów astronomii zauważył supernową w stosunkowo bliskiej Galaktyce Wir (M51) odległej o 257 milionów lat świetlnych. Analiza widma supernowej SN2011dh wskazywała, że gwiazda, która właśnie kończyła swoje życia była masywnym superolbrzymem o masie ponad trzynastu mas Słońca (pewne dowody wskazują na to, że gwiazda ta miała także towarzysza). Wybuch spowodował powstanie fali uderzeniowej, której jasna emisja w zakresie optycznym występuje głównie w wewnętrznej, gęstej części wolno poruszających się szczątków gwiazdy. Co więcej, astronomowie byli w stanie zauważyć także szybko poruszający się komponent fali uderzeniowej, który świeci w zakresie radiowym. Rozmiar i prędkość ekspansji fali uderzeniowej stanowią dwie główne cechy pozwalające odróżnić różnego typu supernowe (zależne np. od masy gwiazdy czy różnych jej właściwości). Dlatego też astronomowie bardzo intensywnie badają owe fale uderzeniowe. Niestety supernowe pojawiają się na niebie stosunkowo rzadko i jak dotąd w wystarczająco bliskich galaktykach zarejestrowano zaledwie pięć wybuchów supernowych, w których można było zbadać właściwości fal uderzeniowych.

Astronomowie z harwardzkiego Centrum Astrofizyki (CfA) Atish Kamble oraz Alicia Soderberg wraz ze współpracownikami właśnie zmierzyli szósty przypadek. Obserwowali oni SN2011dh w zakresie radiowym od początku eksplozji za pomocą różnych instrumentów rejestrujących promieniowanie w zakresie radiowym dzięki czemu byli w stanie uzyskać zdjęcia fal uderzeniowych charakteryzujące się wysoką rozdzielczością przestrzenną. Obserwacje wykonane 453 dni po wybuchu zostały teraz połączone z nowszymi pomiarami. Pozwoliło to na określenie podstawowej geometrii fali uderzeniowej: była ona w stanie stworzyć sferyczną warstwę gorącej materii o promieniu 120 razy większym od średniej odległości Plutona od Słońca.

Dzięki temu, że naukowcy wiedzą jak długo już rozchodzi się owa fala uderzeniowa (453 dni), mogą oni oszacować jej prędkość na 19 000 km/s (68 400 000 km/h). Łącząc te dane z jasnością w zakresie radiowym można dojść do wniosku, że przez cały ten czas ekspansja fali uderzeniowej nie zwolniła z powodu oddziaływania z materią w otoczeniu gwiazdy. Owe pomiary stanowią kluczowy test teoretycznych prognoz zachowania supernowych oraz założeń, na których się opierają. Uzyskane wyniki obserwacyjne potwierdzają teorie dotyczące fal uderzeniowych powstających w supernowych. Badania stanowią fragment trwających badań tej supernowej, których celem jest uchwycenie jej zachowania w długim okresie czasu.

Źródło: CfA / MNRAS

Zdjęcie: Zdjęcie galaktyki M51 w zakresie optycznym z powiększeniem obszaru, w którym pojawiła się supernowa SN2011dh. Dzięki precyzyjnym pomiarom radiowym astronomowie określili rozmiary fali uderzeniowej rozchodzącej się od supernowej i oszacowali jej prędkość. Źródło: Rafael Ferrando, Observatory Pla D'arguines