Osłonięte kokonem supernowe dostarczają informacji o ewolucji gwiazd

Pod koniec swojego życia, czerwony superolbrzym eksploduje jako bogata w wodór supernowa. Porównując wyniki obserwacji z modelami stworzonymi w oparciu o symulacje, międzynarodowy zespół badawczy odkrył, że w wielu przypadkach owa eksplozja zachodzi w gęstym obłoku materii okołogwiezdnej otaczającym gwiazdę. Takie wyniki całkowicie zmieniają naszą wiedzę o ostatnim etapie ewolucji gwiazd.

Zespół badawczy kierowany przez Francisco Forstera z University of Chile wykorzystał teleskop Blanco do odkrycia 26 supernowych pochodzących od czerwonych superolbrzymów. Celem zespołu było zbadanie wyjścia fali uderzeniowej, krótkiego błysku promieniowania poprzedzającego główną eksplozję supernowej. Niemniej jednak nie udało się zaobserwować żadnych oznak tego zjawiska. Z drugiej strony, 24 supernowe jaśniały szybciej niż oczekiwano.

Aby rozwiązać tę zagadkę Takashi Moriya z NAOJ opracował symulację 518 modeli zmienności jasności supernowych, a następnie porównał je z wynikami obserwacyjnymi. Badacze odkryli, że modele uwzględniające warstwę materii okołogwiezdnej o masie około 10% masy Słońca otaczającą supernową, dobrze zgadzały się z obserwacjami. Materia okołogwiezdna skrywa wyjście fali uderzeniowej, nie wypuszczając tego promieniowania. Następujące później zderzenie materii wyrzuconej przez supernową z materią okołogwiezdną prowadzi do powstania silnej fali uderzeniowej, która emituje dodatkowe promieniowanie, które z kolei odpowiada za szybsze pojaśnienie.

Moriya tłumaczy: “Pod koniec życia gwiazdy, jakiś mechanizm w jej wnętrzu musi sprawiać, że gwiazda zaczyna odrzucać część swojej masy, która zamienia się w dodatkową warstwę materii wokół niej. Jak na razie nie mamy pełnego obrazu takiego mechanizmu, który mógłby odpowiadać za utratę masy. Zrozumienie go będzie także istotne przy próbach zrozumienia mechanizmu eksplozji supernowych i pochodzenia różnorodności wśród tego typu eksplozji”.

Obserwacje prowadzono za pomocą Teleskopu Blanco w Obserwatorium Cerro Tololo w trakcie sześciu nocy w 2014 i ośmiu w 2015 roku. Wyniki badań opublikowano w periodyku Nature Astronomy 3 września 2018 r.