Przejdź do treści

Polski astroamator odkrywcą unikalnej supernowej z silnymi liniami wapnia

Wizja artystyczna supernowej 2019ehk  bogatej w wapń. Na pomarańczowo pokazano materię bogatą w wapń, która została wytworzona podczas wybuchu. Na purpurowo pokolorowano materię wyrzuconą w ostatnich miesiącach przed wybuchem supernowej, która była źródłem silnego promieniowania rentgenowskiego podczas oddziaływania z falą uderzeniową supernowej. Źródło: Aaron M. Geller/Northwestern University/CTIO/SOAR/NOIRLab/NSF/AURA.

Na początku sierpnia 2020 roku ogólnoświatowe media naukowe obiegła informacja z wynikami analizy obserwacji unikalnej supernowej SN2019ehk - z silnymi linie wapnia w późniejszej fazie wybuchu. Odkrywcą tej supernowej jest polski łowca supernowych Jarosław Grzegorzek. Jednak w źródłowej publikacji naukowej w prestiżowym Astrophysical Journal oraz na portalach informacji naukowych została rozpowszechniona nieprawdziwa informacja, że jej odkrywcą jest Joel Shepherd.

W tej dziedzinie jest ogromna konkurencja. Obecnie w poszukiwania supernowych są zaangażowane całe profesjonalne i zautomatyzowane przeglądy nieba takie jak np. ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae), ZTF (Zwicky Transient Facility), ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), CRTS (Catalina Real-Time Transient Survey), Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope And Rapid Response System).

Jednak czasami z tego "tortu" udaje się coś uszczknąć również miłośnikom astronomii. W szczególności Jarosław Grzegorzek prowadzi poszukiwania supernowych w obserwatorium JGAO od 2014 roku. W tym czasie odkrył 12 supernowych.

Jest to działalność wymagająca prawdziwej pasji i wytrwałości poprzez systematyczne fotografowanie wybranych galaktyk. Na przykład w ciągu roku wykonuje 20-30 tys. zdjęć galaktyk (patrz: statystyki na stronie obserwatorium JGAO), które na bieżąco przegląda w poszukiwaniu nieznanych supernowych.

Odkrycie supernowej SN2019ehk przez Jarosława Grzegorzka zostało potwierdzone certyfikatem na portalu TNS- IAU (Transient Name Server - International Astronomical Union). Jest to jego pierwsza supernowa odkryta w galaktyce z katalogu Messiera M100, odległej o około 55 milionów lat świetlnych (odkrycia supernowych w galaktykach z katalogu Messiera zdarzają się rzadko - średnio 1 na rok).

 

Certyfikat TNS odkrycia supernowej wapniowej SN2019ehk przez Jarosława Grzegorzka.

Certyfikat odkrycia supernowej SN2019ehk przez Jarosława Grzegorzka na portalu Międzynarodowej Unii Astronomicznej TNS-IAU.  Źródło: serwer TNS-IAU.

Jarosław Grzegorzek wykonał w dn. 29 kwietnia 2019 roku około godz. 22:28 (UT) zdjęcie, na którym zauważył pojaśnienie na tle galaktyki M100. Niezwłocznie tego samego dnia o godz. 23:54 UT zgłosił do TNS. Obiekt otrzymał oznaczenie AT2019ehk. Następnego dnia uzyskano potwierdzenie spektroskopowe, że jest to supernowa dzięki widmom z 3m teleskopu w obserwatorium Lick'a (oznacza to również zmianę oznaczenia obiektu na serwerze TNS z AT2019ehk na SN2019ehk). Natomiast potwierdzenie typu Ib uzyskano na widmach z 8 maja 2019 roku wykonanych w ramach projektu ZTF.

 

Zdjęcie na którym Jarosław Grzegorzek odkrył supernową SN2019ehk.
Zdjęcie na którym Jarosław Grzegorzek odkrył supernową SN2019ehk (data zdjęcia: 2019 04 29.936 UT, jasność supernowej bez filtrów ~16.5 mag, ekspozycja 5 x 9s; 0.25m f/3.3 reflektor; kamera CCD: ASI290MM. Źródło: Jarosław Grzegorzek.

Prawie miesiąc później (25 maja 2019 r.) Joel Shepherd zgłosił na serwer TNS, że wykonał zdjęcie M100 w dniu 29 kwietnia 2019 roku o godz. 5:45 UT i wtedy supernowa miała jasność około 17.1 mag. Joel jest amerykańskim miłośnikiem astronomii, dla którego fotografia M100 była pierwszym testem nowego sprzętu. Wspomniane zdjęcie i komentarz można obejrzeć na stronie Astrobin. Joel napisał tam również, że odkrywcą tej supernowej jest Jarosław Grzegorzek.

Pomimo oczywistych informacji dostępnych na serwerze TNS o SN2019ehk, autorzy (W.V. Jacobson-Galán, R. Margutti, Ch.D. Kilpatrick i inni) analizujący obserwacje tej supernowej z ostatniego roku podali niezgodnie z prawdą, że odkrywcą tej supernowej Joel Shepherd. Natomiast nie podano informacji, że odkrywcą jest Jarosław Grzegorzek. Najpierw zostało to opublikowane w wersji w roboczej w archiwum preprintów naukowych arXiv w dn. 5 maja 2020r., a następnie w źródłowej publikacji naukowej w prestiżowym Astrophysical Journal, która ukazała się w dniu 5 sierpnia 2020 r. Joel Shepherd został również jednym ze współautorów tej publikacji.

Informacja na temat tego artykułu w Astrophysical Journal została również rozpropagowana na portalach popularnonaukowych - od W. M. Keck Observatory, University of California Santa Cruz po CNN (przykłady odnośników na końcu tego materiału).

Smutne ...

 

Wracając do meritum astrofizycznego należy wspomnieć, że SN2019ehk jest przykładem rzadko obserwowanych "supernowych bogatych w wapń" (ang. "calcium-rich supernovae"), które wyodrębniono jako nową klasę obiektów w ciągu ostatnich ~20 lat.

Obserwacyjnie charakteryzują się one jasnością absolutną w maksimum w granicach od -14 do -16.5 magnitudo. Jasność rośnie do wartości maksymalnej w czasie krótszym od 15 dni. W ich widmach na ogół (nie zawsze!) obserwuje się linie absorpcyjne helu w pobliżu maksimum jasności i większość z nich jest klasyfikowana jako supernowe typu Ib zgodnie z klasycznym schematem, w którym w widmie w okolicach maksimum jasności dla typu Ia - występują linie krzemu; Ib - brak linii krzemu, ale są absorpcje helowe; Ic - brak linii krzemu i helu.

Po maksimum jasności supernowe "wapniowe" wykazują inne właściwości obserwacyjne w porównaniu do klasycznego typu Ib. Około miesiąc po maksimum jasności pojawiają się linie emisyjne wapnia Ca, podczas gdy linie emisyjne tlenu są dość słabe.

Szacuje się, że pierwsza obserwacja fotometryczna supernowej SN2019ehk (zdjęcie Joela Shepherda) została wykonana zaledwie ~ 10 godzin po wybuchu (... ale ta informacja pojawiła się na serwerze TNS dopiero miesiąc później). A w ciągu kolejnej doby wykonano trzy widma w zakresie optycznym dzięki temu, że Jarosław Grzegorzek zgłosił na serwer TNS odkrycie tej supernowej około 20 godzin później. Autorzy publikacji analizowali materiał obserwacyjny z ~300 dni po wybuchu.

W krzywej blasku SN 2019ehk wystąpiły dwa maksima jasności w 3 i 15 dniu po wybuchu. Pierwsze maksimum jasności było związane z falą uderzeniową supernowej rozchodzącą się początkowo z prędkością ~1/10 prędkości światła, która wzbudziła gęstą materię wyrzuconą parę miesięcy wcześniej z progenitora supernowej (szacunkowa masa tej otoczki ~7/1000 Mʘ w kuli o promieniu mniejszym od 60-70 jednostek astronomicznych). Świadczy o tym detekcja silnego promieniowania rentgenowskiego za pomocą satelity Swift w 3 dniu po wybuchu oraz wąskie linie emisyjne wodoru Hα i helu He II o szerokości 500 km/sek w najwcześniejszych widmach optycznych.

Spektroskopia i fotometria drugiego maksimum w krzywej blasku jest zgodna z innymi obserwowanymi przypadkami supernowych bogatych w wapń (np. czas wzrostu jasności do maksimum ~13.4 dni, jasność absolutna w barwie B około -15.1 mag). Autorzy oszacowali masę jonów wapnia na 4/1000 Mʘ w pozostałościach po wybuchu tej supernowej.

Ogólnie pochodzenie supernowych bogatych w wapń nadal jest tematem intensywnej debaty w środowisku astrofizyków. Ale wydaje się, że progenitorem supernowej SN2019ehk mógł być  biały karzeł lub hybryda białego karła o masie 0.5-0.6 Mʘ w układzie podwójnym: biały karzeł HeCO + biały karzeł CO (tutaj He - hel, C - węgiel, O - tlen oznaczają skład chemiczny obiektu).
Hybryda białego karła HeCO jest efektem ewolucji w układzie podwójnym. Obecnie nie można spotkać białego karła o masie mniejszej od ~0.50-0.52 Mʘ  jako produktu ewolucji małomasywnej pojedynczej gwiazdy, ponieważ jego powstanie wymagałoby czasu dłuższego od wieku Wszechświata.


Opracowanie: Ryszard Biernikowicz


Więcej informacji:

Publikacja naukowa w Ap.J.: SN 2019ehk: A Double-peaked Ca-rich Transient with Luminous X-Ray Emission and Shock-ionized Spectral Features

Wersja darmowa na arXiv: SN 2019ehk: A Double-Peaked Ca-rich Transient with Luminous X-ray Emission and Shock-Ionized Spectral Features


Niektóre omówienia popularnonaukowe publikacji o SN2019ehk na portalach internetowych:

Northwestern University: Calcium-rich supernova examined with X-rays for first time

W.M.Keck Observatory: Calcium-Rich Supernova Examined With X-Rays For First Time

UC Santa Cruz: Calcium-rich supernova examined with x-rays for first time

Phys.Org: Calcium-rich supernova examined with X-rays for first time

ScienceDaily: Calcium-rich supernova examined with x-rays for first time

Sci-news.com: Astronomers Catch X-Rays from Calcium-Rich Supernova

Times24.news: Astronomers “bite” surprising calcium-rich supernova

Ustimesnow.com: Astronomers find new insights from rare supernovae that give you ‘calcium in your bones’

CNN Health: Exploding stars created the calcium in our bones and teeth, study says


Źródło: Northwestern University


Na ilustracji: wizja artystyczna supernowej SN2019ehk  bogatej w wapń. Na pomarańczowo pokazano materię bogatą w wapń, która została wytworzona podczas wybuchu. Na purpurowo pokolorowano materię wyrzuconą w ostatnich miesiącach przed wybuchem supernowej, która była źródłem silnego promieniowania rentgenowskiego podczas oddziaływania z falą uderzeniową supernowej. Źródło: Aaron M. Geller/Northwestern University/CTIO/SOAR/NOIRLab/NSF/AURA.