Przejdź do treści

Odnaleziono towarzysza supernowej, ukrytego w jej blasku przez 21 lat

Artystyczna wizja supernowej 1993J w galaktyce M 81
Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a odkryli gwiezdnego towarzysza rzadkiego typu supernowej. Obserwacja ta potwierdza teorię, że wybuch pochodzi z układu podwójnego, w którym jedna gwiazda zaopatruje się w paliwo pochodzące z utraty masy swojego towarzysza. Po raz pierwszy astronomowie byli w stanie wprowadzić ograniczenia na właściwości towarzysza nietypowej klasy supernowej typu IIb. Byli w stanie oszacować jasność i masę gwiazdy, która przetrwała wybuch. Pozwala to ocenić warunki, które poprzedziły wybuch.

„Układ podwójny prawdopodobnie traci przed wybuchem większość pierwotnej powłoki wodorowej. Problem polega na tym, że dotychczasowe bezpośrednie obserwacje przewidywanego towarzysza były utrudnione, ponieważ jest on bardzo słaby w porównaniu z supernową” – powiedział główny badacz, Ori Fox z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley (USA).

Astronomowie szacują, że raz na sekundę, gdzieś we Wszechświecie wybucha supernowa, ale jeszcze w pełni nie rozumieją, jak gwiazdy eksplodują. Znalezienie „dymiącego pistoletu” – gwiezdnego towarzysza – zapewnia nowe ważne wskazówki dotyczące różnych supernowych we Wszechświecie. „To jest jak miejsce zbrodni, a my w końcu zidentyfikowaliśmy złodzieja” – zażartował członek zespołu Alex Filippenko, profesor astronomii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. „Gwiezdny towarzysz ukradł garść wodoru, nim gwiazda główna eksplodowała.”

Eksplozja miała miejsce w galaktyce M81, która znajduje się w odległości ok. 11 milionów lat świetlnych od Ziemi, w kierunku gwiazdozbioru Wielkiej Niedźwiedzicy. Światło z supernowej po raz pierwszy zostało wykryte w 1993 roku, a obiekt nazwano SN 1993J. Był to najbliższy znany przykład supernowej typu IIb, posiadającej szczególne cechy eksplozji. W ciągu minionych dwóch dekad astronomowie poszukiwali przypuszczalnego towarzysza, który zaginął w blasku po wybuchu supernowej.

Obserwacje wykonane w 2004 r. w Obserwatorium Kecka na Mauna Kea, na Hawajach ukazały dowody na cechy widmowej absorpcji, które mogły pochodzić od przypuszczalnego towarzysza. Ale pole widzenia jest tak zatłoczone, że astronomowie nie mogli być pewni, czy linie widmowej absorpcji pochodziły od towarzysza czy od innych gwiazd znajdujących się na linii wzroku do SN 1993J. „Aż do teraz nikt nie był kiedykolwiek w stanie bezpośrednio wykryć blasku gwiazdy, zwanego emisją w kontinuum” – powiedział Fox.

Gwiezdny towarzysz jest również tak gorący, że tak zwane świecenie kontinuum (widmo ciągłe) występuje w dużej mierze w świetle ultrafioletowym (UV), które może być wykryte jedynie ponad pochłaniającą je ziemską atmosferą. „Udało nam się uzyskać spektrum UV z Hubble’a. To jednocześnie pokazuje, że mamy nadmiar emisji kontinuum w UV, nawet po tym, jak światło innych gwiazd zostało odjęte.” – mówi członek zespołu Azalee Bostroem z STScI w Baltimore, w stanie Maryland.

Gdy masywna gwiazda osiągnie koniec swojego życia, spala całą swoją materię a żelazne jądro zapada się. Uciekająca na zewnątrz materia jest postrzegana jako supernowa. Ale we Wszechświecie istnieje wiele typów supernowych. Niektóre z nich eksplodowały z jednej gwiazdy. Inne zaś powstały z układu podwójnego gwiazd, w którym jednym ze składników jest normalna gwiazda, a drugim biały karzeł, bądź obydwa składniki są białymi karłami. Szczególna klasa supernowych typu IIb łączy cechy wybuchu supernowych w układzie podwójnym z tym, co widać, gdy eksplodują pojedyncze masywne gwiazdy. SN 1993J, jak również wszystkie supernowe typu IIb, są nietypowe, ponieważ nie posiadają dużej ilości wodoru obecnego w eksplozji. Kluczowe pytanie brzmi: jak SN 1993J straciła swój wodór? W modelu supernowej typu IIb, pierwotna gwiazda traci tuż przed wybuchem większość swojej zewnętrznej powłoki wodorowej na rzecz swojego towarzysza, a ten kontynuuje spalanie jako super gorąca helowa gwiazda.

„Gdy po raz pierwszy zidentyfikowałem SN 1993J jako supernową typu IIb, miałem nadzieję, że któregoś dnia będziemy w stanie wykryć jej przypuszczalnego towarzysza. Nowe dane z Hubble’a sugerują, że w końcu tego dokonaliśmy, potwierdzając wiodący model supernowej typu IIb.” – powiedział Filippenko.

Zespół połączył dane z obserwatoriów naziemnych obserwujących w świetle widzialnym oraz obrazy z dwóch instrumentów Hubble’a, zbierających światło ultrafioletowe. Następnie stworzyli spektrum wielu długości fal, które pasowało do przewidywanego blasku gwiezdnego towarzysza.

Więcej informacji:

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Źródło: NASA / Hubblesite.org

Na ilustracji:
Artystyczna wizja supernowej 1993J w galaktyce M 81. Źródło: NASA, ESA oraz G. Bacon (STScI).