Astronomowie zaobserwowali narodziny nowej gwiazdy w eksplozji supernowej

W przeciwieństwie do większości eksplozji gwiezdnych, które z czasem gasną, supernowa SN 2012au świeci dalej dzięki nowemu pulsarowi. Credit: NASA, ESA oraz J. DePasquale (STScI)

Eksplozje gwiazd znane jako supernowe mogą być tak jasne, że przyćmiewają blaskiem swoje galaktyki macierzyste. Po wybuchu stopniowo gasną na przestrzeni miesięcy czy lat. Czasami gazowe pozostałości po eksplozji uderzają w pełen wodoru gaz międzygwiezdny na chwilę jeszcze raz zwiększając jasność – ale czy mogą one utrzymać swoją jasność bez żadnego zewnętrznego czynnika?

Tak uważa Dan Milisavljevic, adiunkt na Uniwersytecie Purdue, według którego takie zjawisko zaobserwowano sześć lat po eksplozji SN 2012au.

“Dotąd nie obserwowaliśmy, aby eksplozja tego typu, w tak długiej skali czasowej, pozostawała widoczna bez oddziaływania z gazem wodorowym odrzuconym przez gwiazdę jeszcze przed eksplozją. Jednak w tym przypadku nie mamy wzrostu jasności wodoru w danych – coś innego rozświetla ten obiekt”.

Gdy eksplodują masywne gwiazdy, ich wnętrza zapadają się grawitacyjnie do punktu, w którym wszystkie tworzące go cząstki stają się neutronami. Jeżeli powstała w ten sposób gwiazda neutronowa posiada pole magnetyczne i rotuje wystarczająco szybko, może powstać mgławica wiatru pulsarowego.

Najprawdopodobniej tak właśnie stało się w przypadku SN 2012au – wskazują naukowcy w nowym artykule opublikowanym w periodyku Astrophysical Journal Letters.

“Wiemy, że w eksplozjach supernowych powstają tego typu szybko rotujące gwiazdy neutronowe, ale nigdy wcześniej nie udało się uzyskać bezpośrednich dowodów tego procesu w tak unikalnej skali czasowej” mówi Milisavljevic. “To kluczowy moment, w którym mgławica wiatru pulsarowego jest wystarczająco jasna, aby niczym żarówka podświetlać zewnętrzne warstwy rozerwanej gwiazdy”.

SN 2012au już wcześniej uznana została za nietypową – wręcz dziwną. Choć eksplozja nie była wystarczająco jasna, aby zostać uznaną za “superjasną” supernową, to była wyjątkowo energetyczna i długotrwała.

Milisavljevic przewiduje, że jeżeli badacze będą dalej monitorowali ekstremalnie jasne supernowe, z pewnością dostrzegą podobne procesy.

“Jeżeli faktycznie w centrum rozerwanej gwiazdy powstaje mgławica wiatru pulsarowego lub magnetarowego, może ona od wewnątrz wypychać, a nawet przyspieszać gaz” dodaje. “Jeżeli powrócimy do niektórych z tych eksplozji po kilku latach i wykonamy dokładne pomiary, może się okazać, że zobaczymy bogaty w tlen gaz uciekający z miejsca eksplozji z jeszcze większą prędkością niż po eksplozji”.

Superjasne supernowe są gorącym tematem w astronomii zjawisk krótkotrwałych. To potencjalne źródła fal grawitacyjnych i miejsca narodzin czarnych dziur. Astronomowie uważają, że mogą wiązać się one z innymi rodzajami eksplozji – rozbłyskami promieniowania gamma oraz szybkimi błyskami radiowymi. Badacze starają się poznać fundamentalne prawa fizyczne stojące za nimi, jednak z uwagi na rzadkość występowania trudno je obserwować.

Dopiero teleskopy kolejnej generacji, tzw. ekstremalnie duże teleskopy, będą miały możliwość przyjrzenia się im w szczegółach.

“To fundamentalne procesy we wszechświecie. Nie byłoby  nas tutaj teraz, gdyby nie dochodziło do eksplozji supernowych. Wiele z pierwiastków kluczowych dla życia pochodzi właśnie z takich eksplozji – wapń w naszych kościach, tlen, którym oddychamy, żelazo w naszej krwi – wydaje mi się, że dla nas – jako mieszkańców wszechświata – istotne jest zrozumienie tego procesu”.

Źródło: Purdue University