Gigantyczna pozostałość po eksplodującej gwieździe

Supernowa typu Ia

Astrofizyk z Uniwersytetu Stanowego w San Diego pomógł odkryć dowody na obecność gigantycznej pozostałości otaczającej eksplodującą gwiazdę – to otoczka materii tak duża, że gwiazda musiała doznawać regularnych erupcji na przestrzeni milionów lat.

Gdy biały karzeł, jądro dawnej gwiazdy, znajdzie się na ciasnej orbicie wokół innej gwiazdy, zaczyna przyciągać gaz z tej gwiazdy. Gaz ten ulega ogrzaniu i sprężeniu, co w pewnym momencie prowadzi do eksplozji nowej. Taka eksplozja sprawia, że gwiazda zwiększa swoją jasność milion razy i wyrzuca z siebie materię z prędkością tysięcy kilometrów na sekundę. Wyrzucona w ten sposób z gwiazdy materia tworzy pozostałość/otoczkę otaczającą nową.

Allen Shafter oraz były badacz SDSU Martin Henze, wraz z zespołem astrofizyków kierowanym przez Matthew Darnleya z Liverpool John Moores University w Anglii, badał nową w pobliskiej Galaktyce Andromedy oznaczoną jako M31N 2008-12a. To co wyróżnia tę nową to fakt, że eksploduje ona znacznie częściej niż jakikolwiek inny układ tego typu.

“Kiedy po raz pierwszy odkryliśmy, że M31N 2008-12a rozbłyska c roku, było to dla nas zaskoczeniem” mówi Shafter. Zazwyczaj okres między kolejnymi erupcjami to 10 lat.

Shafter wraz ze swoim zespołem uważa, że M31N 2008-12a wybucha regularnie od milionów lat. Te częste erupcje przez tak długi okres doprowadziły do powstania “super pozostałości” otaczającej nową, o średnicy prawie 400 lat świetlnych.

Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz innych teleskopów naziemnych, zespół spróbował określić skład chemiczny super pozostałości i potwierdzić jej związek z M31N 2008-12a. Wyniki tych badań opublikowane w periodyku Nature otwierają potencjalnie możliwość, że owa nowa i jej pozostałość związane są z czymś znacznie bardziej kluczowym we wszechświecie.

Supernowe typu Ia to jedne z najsilniejszych i najjaśniejszych obiektów we wszechświecie. Naukowcy przyjmują, że do eksplozji tego typu dochodzi w momencie gdy biały karzeł przekracza maksymalną dozwoloną masę. W tym momencie cały biały karzeł rozrywany jest na strzępy, zamiast doświadczać eksplozji tylko na swojej powierzchni – jak ma to miejsce w przypadku innych nowych. Tego typu supernowe są stosunkowo rzadkie i nie widziano ich w naszej galaktyce od początku XVII wieku.

Modele teoretyczne wskazują, że nowe doświadczające częstych eksplozji otoczone ogromnymi otoczakami muszą posiadać w swoim centrum masywne białe karły, które zbliżają się do tego ograniczenia. Oznacza to, że M31N 2008-12a zachowuje się dokładnie tak jak astronomowie twierdzą, że zachowuje się nowa tuż przed potencjalną eksplozją jako supernowa.

Odkrycie dodatkowej rozległej otoczki wokół nowych pomoże zidentyfikować układy doświadczające powtarzalnych erupcji i pomoże astronomom określić liczbę powstających supernowych typu Ia i ich potencjalny związek z nowymi takimi jak M31N 2008-12a. Supernowe typu Ia stanowią kluczowy element badań tempa rozszerzania wszechświata.

“To swego rodzaju linijki, które pozwalają nam mierzyć obserwowalny wszechświat” mówi Shafter. “Pomimo tego jak są ważne, wciąż nie wiemy do końca, skąd się one biorą”.

Shafter wraz ze swoim zespołem aktualnie próbują zrozumieć, czy to co zaobserwowali w przypadku M31N 2008-12a należy do rzadkości czy też istnieje nieobserwowana wcześniej populacja nowych doświadczających takich samych procesów.

Źródło: San Diego State University

Artykuł naukowy: http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0825-4

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.