Znanstvenici po prvi put zabilježili oblik supernove u samom trenutku izbijanja eksplozije na površini zvijezde.
Promatranja Vrlo velikim teleskopom (VLT) Europskog južnog opservatorija otkrila su eksplozivnu smrt masivne zvijezde upravo u trenutku kada je udarni val probio njezinu površinu. Po prvi put astronomi su uspjeli zabilježiti oblik eksplozije u samom početku, u fazi koja traje tek nekoliko sati i koja bi već dan kasnije bila nevidljiva. Taj kratki, ali iznimno važan trenutak omogućio je bolje razumijevanje načina na koji masivne zvijezde završavaju svoj život kao supernove.
Supernova SN 2024ggi otkrivena je 10. travnja 2024. godine u galaksiji NGC 3621, smještenoj u smjeru zviježđa Vodene zmije, na udaljenosti od oko 22 milijuna svjetlosnih godina. U trenutku otkrića voditelj istraživanja, profesor Yi Yang sa Sveučilišta Tsinghua u Pekingu, upravo je sletio u San Francisco nakon višesatnog leta. “Znao sam da moramo reagirati odmah”, prisjetio se. Samo dvanaest sati kasnije poslao je prijedlog za hitno promatranje Europskom južnom opservatoriju. Zahtjev je brzo odobren, a već 26 sati nakon početne detekcije VLT u Čileu usmjerio je svoje instrumente prema novootkrivenoj supernovi.
Eksplozija uhvaćena u prvim satima
Zahvaljujući snazi VLT-a i osjetljivosti njegovih instrumenata, međunarodni tim znanstvenika iskoristio je rijetku priliku da promatra eksploziju gotovo neposredno nakon što se dogodila. “Prva promatranja VLT-a zabilježila su fazu u kojoj je materija, ubrzana eksplozijom iz središta zvijezde, probila njezinu površinu. Tijekom samo nekoliko sati bilo je moguće promatrati i samu zvijezdu i geometriju eksplozije”, objašnjava astronom Dietrich Baade iz ESO-a, suautor rada objavljenog u časopisu Science Advances.
Profesor Yang naglašava da “geometrija supernove otkriva ključne informacije o evoluciji zvijezda i fizičkim procesima koji dovode do ovih kozmičkih eksplozija”.
Kako umiru masivne zvijezde
Točni mehanizmi koji pokreću eksplozije masivnih zvijezda, onih s više od osam Sunčevih masa, još uvijek su predmet rasprave. U ovom slučaju riječ je o klasičnoj supernovi tipa II, nastaloj kolapsom crvenog superdiva mase između 12 i 15 Sunčevih i promjera 500 puta većeg od Sunca.
Zvijezde tijekom života zadržavaju sferni oblik zahvaljujući ravnoteži između gravitacije, koja ih pokušava stisnuti, i tlaka nuklearnih reakcija u njihovoj unutrašnjosti, koji ih širi. Kada nuklearno gorivo ponestane, ta ravnoteža se gubi. Jezgra zvijezde kolabira, a vanjski slojevi padaju prema unutra, odbijaju se i stvaraju snažan udarni val koji razara cijelu strukturu.
Kad udarni val probije površinu, oslobađa se golema količina energije. Supernova tada naglo zasja i postaje vidljiva čak i s međugalaktičkih udaljenosti. U tom vrlo kratkom razdoblju moguće je proučavati početni oblik eksplozije prije nego što se ona počne sudarati s materijalom koji okružuje umiruću zvijezdu.
Otkrivanje skrivene geometrije
Astronomi su po prvi put uspjeli promatrati tu fazu koristeći tehniku poznatu kao spektropolarimetrija. “Ova metoda omogućuje nam da otkrijemo oblik eksplozije koji se ne može vidjeti izravno jer su kutne razlike premale”, objašnjava profesor Lifan Wang sa Sveučilišta Texas A&M u Sjedinjenim Državama.
Iako eksplodirajuća zvijezda na nebu izgleda kao točkasti izvor svjetlosti, polarizacija njezina zračenja sadrži informacije o stvarnom obliku eksplozije. Jedini instrument na južnoj hemisferi sposoban za takva mjerenja jest FORS2, smješten na Vrlo velikom teleskopu (VLT) u Čileu. Analizom podataka astronomi su otkrili da je početni izbačaj materijala imao oblik masline. Kako se eksplozija širila i sudarala s okolnim plinom, oblik se izdužio i djelomično spljoštio, ali je os simetrije ostala nepromijenjena.
Nova saznanja o modelima supernova
Rezultati upućuju na to da postoji zajednički mehanizam koji pokreće eksplozije mnogih masivnih zvijezda, s jasno izraženom osi simetrije koja djeluje na velikim razmjerima. “Ovo otkriće sugerira da isti fizički proces oblikuje mnoge eksplozije masivnih zvijezda”, kaže Yang.
Na temelju ovih rezultata znanstvenici već mogu isključiti neke postojeće modele supernova i poboljšati druge, čime se dobiva precizniji uvid u moćne smrti masivnih zvijezda. “Ovo otkriće ne mijenja samo naše razumijevanje zvjezdanih eksplozija, nego i pokazuje što je moguće postići kada znanost nadilazi granice”, ističe astronom Ferdinando Patat iz ESO-a.
“To je snažan podsjetnik da znatiželja, suradnja i brza reakcija mogu otključati duboka saznanja o fizici koja oblikuje naš svemir.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
