Przejdź do treści

Odkryto nieuchwytną gwiazdę kryjącą się za supernową typu Ic

Astronomowie nareszcie mogli odkryć długo poszukiwanego prekursora określonego typu eksplodującej gwiazdy, przeczesując archiwalne dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Uważa się, że supernowa typu Ic wybuchnie, gdy jej masywna gwiazda zostanie pozbawiona zewnętrznych warstw wodoru i helu. 

Te gwiazdy mogą należeć do najbardziej masywnych znanych – co najmniej 30 razy masywniejszych, niż Słońce. Oczekuje się, że nawet po zrzuceniu części materii w późnym okresie życia będą nadal duże i jasne. Do tej pory pozostawało więc tajemnicą, dlaczego astronomowie nie byli w stanie uchwycić takiej gwiazdy na zdjęciach sprzed eksplozji.

Wreszcie, w 2017 roku astronomowie mieli szczęście. Pobliska gwiazda zakończyła swoje życie jako supernowa typu Ic. Dwa zespoły astronomów przeglądały obrazy z Hubble’a, aby odkryć przypuszczalna gwiazdę prekursora na zdjęciach sprzed eksplozji, wykonanych w 2007 r. Supernowa, skatalogowana jako SN 2017 ein, pojawiła się w pobliżu centrum pobliskiej galaktyki spiralnej NGC 3938, znajdującej się w około 65 mln lat świetlnych stąd.

Astronomowie mieli szczęście, że gwiazda znajdowała się w pobliżu i była bardzo jasna (5-10 razy jaśniejsza od innych supernowych typu Ic), co mogło ułatwić im jej odnalezienie. Badacze zaobserwowali wiele supernowych typu Ic, ale znajdują się one zbyt daleko, aby Hubble mógł je analizować. Wygląda na to, że większość supernowych typu Ic jest mniej masywna, i dlatego mniej jasna, i to może być powód, dla którego naukowcy nie byli w stanie ich wykryć.

Analizy barw obiektu wskazują, że jest on niebieski i bardzo gorący. Na podstawie tej oceny obydwa zespoły sugerują dwie możliwości identyfikacji źródła. Progenitor może być pojedynczą, potężną gwiazdą 45 -55 razy większą, niż Słońce. Inny pomysł jest taki, że może to być masywny układ podwójny gwiazd, z których jedna waży 60-80 mas Słońca, a druga około 48 Słońc. W tym drugim scenariuszu gwiazdy krążą wokół siebie po ciasnych orbitach i wchodzą ze sobą w interakcje. Bardziej masywna gwiazda zostaje pozbawiona wodoru i helu przez swojego towarzysza, i ostatecznie eksploduje jako supernowa.

Oczekiwania dotyczące tożsamości przodków supernowych typu Ic były zagadką. Astronomowie wiedzieli, że supernowe miały niedobory wodoru i helu, początkowo proponowali, że niektóre potężne gwiazdy wyrzuciły tę materię w postaci silnego wiatru (strumienia naładowanych cząstek), zanim eksplodowały. Gdy nie znaleziono gwiazd progenitorów, które powinny być niezwykle masywne i jasne, zaproponowali drugą metodę wytwarzania wybuchających gwiazd obejmującą parę bliźniaczych, mniej masywnych gwiazd. W tym scenariuszu potężna gwiazda jest pozbawiona wodoru i helu przez towarzysza. Ale „rozebrana” gwiazda jest wciąż wystarczająco masywna, by ostatecznie wybuchnąć jako supernowa typu Ic.

Rozwikłanie tych dwóch scenariuszy powstawania supernowych typu Ic wpływa na nasze rozumienie ewolucji i formowania się gwiazd, w tym także tego, w jaki sposób masy gwiazd są rozmieszczane, gdy się rodzą, i jak wiele gwiazd tworzy się we wzajemnie oddziałujących układach podwójnych.

Zespoły ostrzegają, że nie będą w stanie potwierdzić tożsamości źródła, dopóki supernowa nie zniknie za około 2 lata. Astronomowie mają nadzieję, że użyją HST lub przyszłego teleskopu Jamesa Webba, aby sprawdzić, czy kandydatka na gwiazdę przodka zniknęła, czy też znacznie przygasła. Będą także w stanie odseparować światło supernowej od światła gwiazd w jej otoczeniu, aby dokładniej wykonać pomiar jasności i masy obiektu.

SN 2017 ein została odkryta w maju 2017 roku przy pomocy Tenagra Observatories w Arizonie. Potrzeba było jednak ostrej rozdzielczości teleskopu Hubble’a, aby dokładnie określić lokalizację możliwego źródła. Zespół Schuylera Van Dyka zaobserwował młodą supernową w czerwcu 2017 roku za pomocą Wide Field Camera 3 Hubble'a. Astronomowie wykorzystali ten obraz z archiwalnych zdjęć Hubble’a wykonanych w grudniu 2007 roku przez Wide Field Planetary Camera 2, aby wskazać kandydatkę na gwiazdę przodka znajdującą się w jednym z ramion spiralnych galaktyki.

Grupa Charlesa Kilpatricka również obserwowała w podczerwieni supernową w czerwcu 2017 roku przy użyciu jednego z 10-metrowych teleskopów Kecka. Następnie zespół przeanalizował te same zdjęcia archiwalne z Hubble’a, co zespół Van Dyka, aby odkryć możliwe źródło.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Astronomers Find Possible Elusive Star Behind Supernova

Źródło: hubblesite

Na zdjęciu: Supernowa SN 2017ein w galaktyce NGC 3938. Źródło: NASA, ESA, S. Van Dyk (Caltech) oraz W. Li (University of California).