Već tisućljećima, astronomi bilježe pojave supernova – eksplozija zvijezda, koje su ključne za razumijevanje temelja života kakvog poznajemo. Unatoč tomu, znanstvena zajednica još uvijek traži odgovore na pitanja o specifičnim uvjetima koji dovode do ovih kosmičkih fenomena. Tim istraživača s Weizmann Instituta znanosti ostvario je značajan napredak u razumijevanju ovih neobično zanimljivih događaja. Zahvaljujući korištenju niza teleskopa, uključujući W. M. Keck opservatorij na Maunakei, na Havajima, znanstvenici su prikupili podatke o supernovi koja se događa jednom u životu, nazvanoj SN 2023ixf. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Nature.
SN 2023ixf
Do nedavno, vladalo je mišljenje da su supernove unutar naše galaksije, Mliječnog puta, rijetki događaji, s frekvencijom pojavljivanja jednom u stoljeću i sposobnošću da osvijetle noćno nebo snagom jednakom 100 milijuna Sunaca. Zadnja poznata eksplozija u našoj galaksiji zabilježena je prije nekoliko stotina godina. Međutim, napredak u tehnologiji teleskopa omogućio je identifikaciju supernova u dalekim galaksijama, pružajući nam pristup podacima koji prije nisu bili dostupni. Iako predviđanje eksplozija ostaje izazov, astrofizičari, poput ‘arheologa svemira’, često dolaze na mjesto događaja tek nakon što se isti odigrao, nastojeći rekonstruirati događaje iz preostalih tragova.
Erez Zimmerman, doktorand iz tima prof. Avishaya Gal-Yama s Weizmann Instituta, istaknuo je posebnost ove supernove: “Za nas je bilo prvi put da u realnom vremenu pratimo supernovu dok se njezina svjetlost probijala kroz okolni materijal u kojem je bila ugrađena zvijezda koja eksplodira.” Ova situacija mogla bi se usporediti s dolaskom na mjesto zločina dok se zločin još uvijek odvija.
Gal-Yamov tim aplicirao je za vrijeme promatranja na NASA-inom Hubble svemirskom teleskopu, nadajući se da će sakupiti ultraljubičaste (UV) spektralne podatke o bilo kojoj supernovi koja interagira s okolinom. Umjesto toga, pružila im se prilika da uživo svjedoče jednoj od najbližih supernova u posljednjim desetljećima: eksploziji crvenog superdiva u susjednoj galaksiji Messier 101.
Otkriće SN 2023ixf dogodilo se u petak, na početku vikenda u Izraelu i neposredno prije vikenda u Institutu za svemirske teleskope u Baltimoreu, koji služi kao operativni centar za Hubbleov teleskop. Dodatni izazov bio je što se otkriće dogodilo samo dva dana prije Zimmermanovog vjenčanja. Unatoč tome, tim je uspio provesti cjelonoćno promatranje u petak, dostavivši NASA-i potrebne podatke u zadnji trenutak.
“Veoma je rijetko da znanstvenici moraju djelovati s takvom brzinom,” izjavio je Gal-Yam. “Većina znanstvenih projekata ne odvija se usred noći. No, kada se prilika pojavi, morali smo odgovoriti brzo i učinkovito.”
Unatoč naiđenim preprekama, ekipa je uspješno usmjerila Hubbleov teleskop na odgovarajuće koordinate i kut kako bi zabilježila ključne podatke. Pritom, sreća u nesreći bila je što je zbog relativne blizine eksplozije Hubble već prethodno snimao taj segment svemira. Revizijom NASA-inih arhiva, Gal-Yamov tim zajedno s brojnim drugim istraživačkim skupinama, prikupio je vrijedne podatke o zvijezdi prije njezine smrti, kada je još uvijek bila u fazi crvenog superdiva blizu kraja svog životnog ciklusa. Ovo je omogućilo stvaranje dosad najdetaljnijeg portreta supernove, sintetizirajući podatke o njezinim posljednjim trenucima i konačnoj eksploziji.
Promatranja SN 2023ixf obuhvatila su informacije iz ultraljubičastog (UV) i rendgenskog spektra dobivene kroz NASA-ine satelite Hubble i Swift, kao i kroz opsežnu mrežu vodećih globalnih teleskopa. Detaljna analiza uključila je spektre dobivene korištenjem tri instrumenta opservatorija Keck – Keck Cosmic Web Imager (KCWI), Deep Imaging and Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) i Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS). Svaki od ovih instrumenata pružio je jedinstven uvid u supernovu i njezine fazne promjene.
Temeljita obrada podataka
Zahvaljujući temeljitoj obradi podataka prikupljenih iz svemira i sa Zemlje, istraživači su mogli precizno kartografirati dvije vanjske slojeve eksplodirajuće zvijezde, što je dovelo do postavljanja izvanredne hipoteze. “Analiza materijala izbačenog tijekom eksplozije, uključujući njegovu gustoću i masu prije te nakon supernove, otkrila je diskrepanciju koja upućuje na mogućnost da je izgubljena masa završila u crnoj rupi formiranoj nakon eksplozije. Takav zaključak obično je izuzetno težak za dokazivanje,” napominje doktorand Ido Irani iz Gal-Yamove skupine.
“Zvijezde se ponašaju vrlo nepredvidivo u svojim starijim godinama,” dodaje Gal-Yam. “Postaju nestabilne, a mi često ne možemo biti sigurni koji se kompleksni procesi odvijaju unutar njih jer naša istraživanja počinju tek nakon događaja, kada su mnogi podaci već izgubljeni. Ova studija nudi jedinstvenu priliku da bolje razumijemo procese koji predstavljaju završetak životnog ciklusa zvijezde i dovode do nastanka nečeg potpuno novog,” zaključio je Zimmerman.
Iako znanstvenici možda nikada neće saznati što će se dogoditi s materijom koja je nekada činila crvenog superdiva u galaksiji Messier 101, kasnije faze supernove i dalje su predmet promatranja, a novi podaci i dalje pristižu. To znači da će ova studija, zajedno s budućim istraživanjima SN 2023ixf, potencijalno pružiti dodatne uvide u dinamiku ovih spektakularnih kozmičkih događaja. Praćenje i analiza supernova ne samo da proširuju naše razumijevanje svemira, već i otvaraju nova pitanja o procesima koji reguliraju život, smrt i preobrazbu zvijezda. Rad istraživača s Weizmann Instituta znanosti i njihovih međunarodnih kolega predstavlja korak naprijed u otključavanju tajni koje zvijezde skrivaju, naglašavajući važnost globalne suradnje u istraživanju svemira.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
