Przejdź do treści

Supernowa z protoplastą typu Wolfa-Rayeta

M1-67

Uważa się, że supernowe są jednym z najpiękniejszych zjawisk na niebie. Biorąc również pod uwagę jak rzadkim są zjawiskiem, nie może dziwić fakt, jak ważne dla astronomii są obserwacje przeprowadzane w warunkach bezpośrednio przed jak i po wybuchu supernowej. Zaledwie kilka godzin po dotarciu światła na Ziemię (z kolosalnej eksplozji podczas, której gwiazda kończy swój żywot) astronomowie są w stanie wskazać miejsce na niebie, gdzie gwiazda ta się znajdowała. Uzyskane w ten sposób zdjęcia są w stanie pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące fizyki gwiazd.

Gdy supernowa wybucha, jej błysk natychmiastowo jonizuje otaczające ją środowisko, umożliwiając astronomom wgląd w skład chemiczny protoplasty. Możliwe jest to jednak w dość krótkim przedziale czasu, nim podmuch z supernowej oddali fale jonizacji. Z tego powodu tak istotne jest szybkie zaobserwowanie wybuchu supernowej, by otrzymać spektrum błysku.

15.5 godziny po dotarciu na Ziemie światła z supernowej SN 2013cu zaczęto ją obserwować. Obiekt znajduje się w odległości 108 Mpc. Zaobserwowano emisje światła z umierającej gwiazdy, która wskazywała, że była to gwiazda typu Wolfa-Rayeta. Ta szczególna supernowa została zauważona przez Obserwatorium Palomar przy pomocy  teleskopu Samuela-Oschina w Kalifornii o średnicy 1,2 metra. Gwiazda Wolfa-Rayeta jest jednym z końcowych etapów życia bardzo masywnej gwiazdy (o masie 20 mas Słońca a nawet więcej). Gdy na drodze ewolucji gwiazda staje się gwiazdą typu Wolfa-Rayeta, wydmuchiwane są w przestrzeń ogromne ilości materii gwiezdnej ubogiej w wodór, które są w stanie pokonać nawet 1000 kilometrów w sekundę. Ten wiatr gwiazdowy był kluczowym elementem, który pozwolił na wyśledzenie, że protoplastą SN 2013cu była właśnie gwiazda typu WR.  Przeprowadzone obserwacje pokazały również, że protoplasta najprawdopodobniej doświadczył znacznej utraty masy na krótko przed wybuchem, co jest zgodne z modelowymi przewidywaniami eksplozji gwiazdy Wolfa-Rayeta.

Odkrycie to jest istotne, ponieważ, chociaż astronomowie zakładali, że gwiazdy Wolfa-Rayeta mogą stać się supernową, to nie było dotychczas bezpośrednich dowodów na to, że jest to możliwe.

Na wykresie porównano obserwacje spektroskopowe wczesnego widma supernowej SN2013cu z modelami, co wykazało niezwykłe podobieństwo, zarówno w liniach, jak i w kształcie kontinuum do gwiazd typu Wolfa-Rayeta. Naukowcy zauważyli również, że nowa technika, zwana "Spektroskopią błysku" (ang. “flash spectroscopy” - informacje zbierane są nie z samej gwiazdy, ale z materiału, który oświetliła), pozwala im patrzeć na gwiazdy znajdujące się w odległości około 100 megaparseków  (326 milionów lat świetlnych), czyli około pięć razy dalej niż wcześniejsze obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. W obszarze o promieniu 100 Mpc dochodzi rocznie do około 300 wybuchów supernowych, więc technika „flash spectroscopy” ma przyszłość. Technika ta służy do pozyskiwania zestawu danych spektroskopowych tylko krótko po wybuchu supernowej.

 

Widmo zaobserowane 15.5 godziny po wybuchu supernowej SN 2013cu

Odkrycie supernowej Wolf-Rayeta obala tezę, że największe gwiazdy kończą swój żywot cicho.

 

Źródło: Natalia Nowak, Karolina Zawada | Źródło: Nature

Na zdjęciu: M1-67 jest młodą  mgławicą w naszej Galaktyce - wiatrem wokół gwiazdy Wolfa-Rayeta, zwanej WR124. Źródło: ESO

Na ilustracji: Widmo zaobserowane 15.5 godziny po wybuchu supernowej SN 2013cu (czarna linia). Wykres  pokazuje zmianę strumienia w zależności od długości fali. Na podstawie tych danych stwierdzono, że obiektem, który wybuchł była gwiazda typu Wolfa-Rayeta.  Czerwona i szara linia to widma pochodzące z modelowania i są bardzo podobne do rzeczywistych obserwacji. Dla porównania pokazano widmo innej gwiazdy Wolfa-Rayeta oznaczonej jako HD192163 lub WR136 (niebieska linia). Źródło: NATURE

Reklama