Przejdź do treści

Połączenie dwóch gwiazd doprowadziło do powstania kultowej supernowej

img

Symulacje sugerują, że dwie gwiazdy połączyły się i stworzyły niebieskiego nadolbrzyma, który następnie eksplodował jako supernowa.

Symulacje astrofizyków sugerują, że supernowa w pobliskiej galaktyce mogła powstać z eksplozji niebieskiego nadolbrzyma powstałego z połączenia się dwóch gwiazd. Asymetryczny charakter tej eksplozji może dostarczyć wskazówek, gdzie szukać nieuchwytnej gwiazdy neutronowej zrodzonej z tego gwiezdnego kataklizmu.

Do eksplozji supernowej z zapadniętego jądra dochodzi, gdy jądro masywnej gwiazdy nie jest już w stanie wytrzymać własnej grawitacji. Jądro zapada się, wywołuje gwałtowną eksplozję i pozostawia gwiazdę neutronową lub czarną dziurę.

W 1987 roku astronomowie zobaczyli, że w Wielkim Obłoku Magellana, jednym z najbliższych sąsiadów Drogi Mlecznej, eksploduje gwiazda. Od tego czasu naukowcy intensywnie badali następstwa tej supernowej, znanej jako SN 1987A, aby zrozumieć naturę gwiazdy progenitora i jej losy.

Progenitorem tego typu supernowej jest zwykle czerwony nadolbrzym, ale obserwacje wykazały, że SN 1987A była wywołana przez gęstego niebieskiego nadolbrzyma. Było tajemnicą, dlaczego gwiazdą progenitorem był niebieski nadolbrzym.

Tymczasem obserwacje rentgenowskie i gamma SN 1987A ujawniły skupiska radioaktywnego niklu w wyrzucanej materii. Ten nikiel uformował się w jądrze gwiazdy podczas jego zapadania się, a teraz pędzi z dala od gwiazdy z prędkością ponad 4000 km/s. Poprzednie symulacje supernowej nie były w stanie w pełni wyjaśnić, w jaki sposób ten nikiel może tak szybko uciekać.

Masaomi Ono z RIKEN Astrophysical Big Bang Laboratory i jego współpracownicy przeprowadzili symulację asymetrycznego wybuchu supernowej z zapadniętym jądrem dla czterech gwiazd progenitorów i porównali je z obserwacjami SN 1987A. Najbliższe dopasowanie dotyczyło niebieskiego nadolbrzyma jako gwiazdy progenitora, powstałego w wyniku połączenia się dwóch gwiazd: czerwonego nadolbrzyma i gwiazdy ciągu głównego. Podczas łączenia większa gwiazda oderwałaby materię od swojego mniejszego towarzysza, który opadałby spiralnie do wnętrza aż do całkowitego wchłonięcia. Stworzyłby przy tym szybko wirującego niebieskiego nadolbrzyma.

Ono twierdzi, że po raz pierwszy przetestowano scenariusz łączenia się układu podwójnego pod kątem zbrylania niklu tej supernowej. Symulacja dokładnie odtworzyła przyspieszenie brył niklu wraz z dwoma dżetami wyrzutu.

Symulacja może również pomóc w znalezieniu gwiazdy neutronowej uformowanej podczas supernowej, która nie została odnaleziona pomimo 30 lat poszukiwań. Podczas niesferycznej eksplozji gwiazda neutronowa mogła zostać wykopana w przeciwnym kierunku do wyrzutu, a zespół Ono sugeruje, że astronomowie powinni szukać jej w północnej części wewnętrznego obszaru wyrzucanej materii.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Merger between two stars led to iconic supernova

Matter Mixing in Aspherical Core-collapse Supernovae: Three-dimensional Simulations with Single-star and Binary Merger Progenitor Models for SN 1987A

Źródło: RIKEN