Międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez badaczy z University of Birmingham odkrył supernową co najmniej dwukrotnie jaśniejszą i energetyczną oraz prawdopodobnie dużo masywniejszą od jakiejkolwiek innej dotąd odkrytej.

Naukowcy z Harvardu, Uniwerstytetu Northwestern oraz Uniwersytetu Ohio są przekonani, że supernowa SN2016aps może być przykładem wyjątkowo rzadkiej supernowej spowodowanej niestabilnością pary pulsującej, prawdopodobniej powstałej z dwóch masywnych gwiazd, które połączyły się ze sobą przed eksplozją. Wyniki swoich obserwacji badacze opublikowali w periodyku Nature Astronomy.

Tego typu zdarzenia jak dotąd istniały tylko w teorii i nigdy nie zostały potwierdzone obserwacyjnie.

Supernowe możemy mierzyć na dwa sposoby – mierząc całkowitą energię eksplozji oraz mierząc ilość energii emitowanej pod postacią promieniowania świetlnego – mówi dr Matt Nicholl z Instytutu Astronomii Fal Grawitacyjnych na Uniwersytecie w Birmingham.

W typowej supernowej, promieniowanie stanowi mniej niż 1 procent całkowitej energii. W przypadku SN2016aps promieniowania jest pięć razy więcej niż energii eksplozji w supernowej normalnych rozmiarów. Nigdy dotąd nie widzieliśmy supernowej emitującej tak dużo promieniowania.

Analizując widmo promieniowania, badacze byli w stanie wykazać, że do eksplozji doprowadziło zderzenie supernowej z masywną otoczką gazową, odrzuconą przez gwiazdę kilka lat przed eksplozją.

Podczas gdy co noc odkrywa się wiele supernowych, większość z nich znajduje się w masywnych galaktykach – mówi dr Peter Blanchard z Northwestern. Ta jednak od samego początku się od nich różniła, ponieważ wydawało się, że do eksplozji doszło w całkowitej pustce. Nie byliśmy w stanie dojrzeć żadnej galaktyki, w której ta gwiazda mogła powstać. Udało się to dopiero gdy jasność supernowej spadła.

Astronomowie obserwowali eksplozję przez dwa lata, aż jej jasność spadła do poziomu 1% maksymalnej jasności. Analizując wyniki wykonanych pomiarów, badacze zorientowali się, że masa supernowej była 50 do 100 razy większa od masy Słońca. Typowe supernowe mają od 8 do 15 mas Słońca.

Gwiazdy o ekstremalnie dużej masie przechodzą przez okres gwałtownych pulsacji tuż przed swoją śmiercią, w których odrzucają gigantyczne otoczki gazowe. Proces ten może być zasilany przez niestabilność pary, która jest tematem spekulacji wśród fizyków od pół wieku – mówi dr Nicholl.

Jeżeli supernowa dobrze się zgra, może dogonić odrzuconą wcześniej otoczkę i uwolnić olbrzymie ilości energii w momencie zderzenia z nią. Podejrzewamy, że SN2016aps jest najbardziej przekonującą kandydatką na właśnie taki proces.

SN2016aps skrywa w sobie jeszcze jedną zagadkę. Wykryty przez badaczy gaz składał się głównie z wodoru – ale tak masywna gwiazda powinna była stracić już cały swój wodór w wiatrach gwiezdnych na długo przed tym jak zaczęła pulsować. Jedna z możliwości mówi nam, że dwie nieco mniej masywne gwiazdy, o masie rzędu 60 mas Słońca, zderzyły się ze sobą przed eksplozją. Mniej masywne gwiazdy dłużej utrzymują zapasy wodoru, ale ich łączna masa może być wystarczająco wysoka, aby doszło do niestabilności pary.

Do odkrycia tej wyjątkowej supernowej nie mogło dojść w lepszym czasie. Teraz, gdy wiemy, że do tak energetycznych eksplozji rzeczywiście dochodzi, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba będzie w stanie szukać podobnych tak daleko, że będziemy w stanie obserwować eksplozje i śmierci pierwszych gwiazd we wszechświecie.

Supernowa SN2016aps po raz pierwszy została odkryta w danych z przeglądu Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS).

By Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham. Bloger w @pulskosmosu oraz @spidersweb