Pierwsze promienie X pochodzące z nietypowej supernowej

Eksplodujące gwiazdy utorowały nam drogę do zrozumienia tajemnic wszechświata, jednak naukowcy wciąż wiele odkryć mają przed sobą.

Zespół badaczy, wśród których znaleźli się m.in badacze z University of Chicago, zarejestrował pierwsze promienie rentgenowskie pochodzące z supernowej typu Ia. Swoje odkrycia opublikowali w dniu dzisiejszym w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Astronomowie lubią supernowe typu Ia powstałe gdy biały karzeł w układzie podwójnym eksploduje ponieważ zawsze świecą one z tą samą jasnością. Ta unikalna cecha pozwala naukowcom obliczyć ich odległość od Ziemi, a tym samym tworzyć mapy odległości we Wszechświecie. Jednak kilka lat temu naukowcy zaczęli odkrywać supernowe typu Ia wykazujące nietypową cechę w zakresie optyczną, wskazującą, że otoczone są one bardzo gęstą otoczką materii okołogwiezdnej.

Tego typu gęsta otoczka zazwyczaj obserwowana jest w przypadku innych supernowych, tzw. supernowych typu II i powstaje w procesie utraty masy przez masywną gwiazdę jeszcze przed eksplozją. Odrzucona materia zbiera się wokół gwiazdy, a następnie – gdy gwiazda ulega kolapsowi – eksplozja powoduje powstanie fali uderzeniowej poruszającej się z prędkościami naddźwiękowymi w kierunku tej gęstej materii, co z kolei prowadzi do wyemitowania lawiny promieniowania rentgenowskiego. Dlatego też regularnie obserwujemy promieniowanie tego typu w przypadku supernowych typu II, jednak jak dotąd nikt nie obserwował go w przypadku SN Ia.

Jednak gdy kierowany przez badaczy z UChicago zespół obserwował supernową 2012ca (SN 2012ca) za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra udało się zarejestrować fotony rentgenowskie pochodzące z eksplozji.

„Choć inne SN typu Ia z materią okołogwiezdną wydawały się mieć taką samą gęstość – bazując na ich widmach w zakresie optycznym – nigdy jednak nie udało się nam zaobserwować pochodzącego z nich promieniowania rentgenowskiego”, mówi współautor opracowania prof. Vikram Dwarkadas.

Zdjęcie przedstawiające promieniowanie rentgenowskie pochodzące z supernowej 2012ca (wewnątrz okręgu). Zdjęcie zostało wygładzone i podkoloryzowane. Źródło: Vikram Dwarkadas/Chandra

Ilość zarejestrowanego promieniowania rentgenowskiego była niewielka – 33 fotony w trakcie pierwszych obserwacji w 1.5 roku po eksplozji supernowej i 10 fotonów kolejne 200 dni później.

„To z pewnością jest supernowa typu Ia ze znaczącą otoczką, która wydaje się bardzo gęsta. To co zaobserwowaliśmy wskazuje na gęstość milion razy wyższą niż uznawane przez nas maksimum wokół SN Ia”.

Przyjmuje się, że białe karły nie tracą masy przed eksplozją. Typowe wytłumaczenie obecności otoczki okołogwiezdnej mówi, że najprawdopodobniej materia pochodzi z gwiezdnego towarzysza w układzie podwójnym, jednak ilość masy, na którą wskazują pomiary, jest duża, znacznie większa niż można by tego oczekiwać po gwieździe towarzyszącej białemu karłowi. „Nawet najmasywniejsze gwiazdy rzadko kiedy osiągają tak wysokie tempo utraty masy. To sprawia, że musimy poważnie się zastanowić w jaki sposób dokładnie powstają te nietypowe supernowe”.

„Jeżeli to faktycznie jest SN Ia, to jest to bardzo ciekawe odkrycie, ponieważ nie mamy zielonego pojęcia skąd w tym przypadku tak dużo materii okołogwiezdnej”, mówi Dwarkadas.

„To zaskakujące jak wiele można się dowiedzieć na podstawie tak niewielkiej liczby fotonów”, mówi główny autor opracowania Chris Bochenek z Caltech.

Źródło: University of Chicago

Komentarze

comments