kozmos.hr
Svemir

Teksaški tim astronoma razrješio misterij supernove

objavljeno

Međunarodna skupina astronoma predvođena Benjaminom Thomasom sa Sveučilišta Texas koristila je opažanja s Hobby-Eberly teleskopa (HET) na sveučilišnom opservatoriju McDonald.

Cilj je bio saznati više o zagonetnoj misteriji zvjezdane eksplozije otkrivene prije nekoliko godina, a koja se razvija još i danas.

Praćenje supernove

Kada se prvi put otkrije zvijezda koja eksplodira, astronomi diljem svijeta počinju je pratiti teleskopima jer se svjetlost koju emitira brzo mijenja tijekom vremena.

Promatraju kako ta svjetlost postaje svjetlija, dostiže svoj vrhunac, a zatim počinje slabiti. Uočavanjem ovih vrhunaca i slabljenja svjetlosti, pod nazivom  “svjetlosna krivulja”, kao i karakteristične valne duljine svjetlosti emitirane u različito vrijeme, mogu se zaključiti fizičke karakteristike sustava.

“Mislim da je ono što je stvarno zanimljivo u ovoj vrsti znanosti to što promatramo emisiju koja dolazi iz materije odbačene iz progenitorskog sustava prije nego što je eksplodirala kao supernova”, rekao je Thomas. “I tako je ovo svojevrsni vremeplov.”

U slučaju supernove 2014C, progenitor je bila binarna zvijezda, sustav u kojem dvije zvijezde kruže jedna oko druge. Veća zvijezda evoluirala je brže, proširila se i izgubila svoj vanjski sloj vodika zbog zvijezde pratilje.

Unutarnja jezgra prve zvijezde nastavila je sagorijevati lakše kemijske elemente u teže, sve dok nije ostala bez goriva. Kad se to dogodilo, vanjski pritisak iz jezgre koji je izdržao veliku težinu zvijezde je pao. Jezgra zvijezde kolabirala je, izazvavši gigantsku eksploziju.

Supernova – tip Ib

To ga čini vrstom supernove koju astronomi nazivaju “Tip Ib”. Konkretno, za supernove tipa Ib je karakteristično da nema vodika u svom izbačenom materijalu, barem u početku.

Thomas i njegov tim prate SN 2014C s teleskopa u McDonald opservatoriju od njegovog otkrića. Mnogi drugi timovi diljem svijeta također su ga proučavali teleskopima na tlu i u svemiru. Proučavali su ga uključujući radio valove iz zemaljske Very Large Array, infracrveno svjetlo i X-zrake iz svemirskih Opservatorij Chandra.

No, studije SN 2014C sa svih različitih teleskopa nisu se zbrojile u kohezivnu sliku o tome kako su astronomi mislili da bi se supernova tipa Ib trebala ponašati.

Kao prvo, optički potpis s Hobby-Eberly teleskopa (HET) pokazao je da SN 2014C sadrži vodik – iznenađujuće otkriće koje je također neovisno otkrio drugi tim koristeći drugačiji teleskop.

“Potpuno je čudno da supernova tipa Ib počne pokazivati ​​vodik”, rekao je Thomas. “Postoji samo nekoliko događaja za koje se pokazalo da su slični.”

Kao drugo, optička svjetlina (krivulja svjetla) tog vodika ponašala se čudno.

Većina svjetlosnih krivulja iz SN 2014C – radio, infracrvene i rendgenske zrake – slijedile su očekivani obrazac: postale su svjetlije, dostigle vrhunac i počele padati. Ali optička svjetlost iz vodika ostala je stabilna.

“Misterij s kojim smo se borili je ‘Kako uklopiti naša Texas HET opažanja vodika i njegovih karakteristika u tu sliku [Tipa Ib]?’,” rekao je profesor UT Austina i član tima J. Craig Wheeler.

Ključ misterija

Problem je, shvatio je tim, što su prethodni modeli ovog sustava pretpostavljali da je supernova eksplodirala i odaslala svoj udarni val na sferičan način. Podaci iz HET-a pokazali su da je ova hipoteza nemoguća — moralo se dogoditi nešto drugo.

Tim predlaže model u kojem su se vodikove ovojnice dviju zvijezda u progenitorskom binarnom sustavu spojile kako bi formirale “konfiguraciju zajedničke ovojnice”, gdje su obje bile sadržane u jednoj ovojnici plina.

Par je zatim izbacio tu omotnicu u rastuću strukturu nalik disku koja okružuje dvije zvijezde. Kada je jedna od zvijezda eksplodirala, njezino brzo mlazno izbacivanje sudarilo se sa sporo pokretnim diskom. Također, klizilo je duž površine diska “graničnim slojem” srednje brzine.

Tim sugerira da je ovaj granični sloj porijeklo vodika koji su otkrili.

Tako su se podaci HET-a pokazali ključem koji je otključao misterij supernove SN 2014C.

“U širem smislu, pitanje koliko masivne zvijezde gube svoju masu veliko je znanstveno pitanje kojim smo se bavili”, rekao je Wheeler. “Kolika je masa? Gdje je? Kada je izbačena? Kojim fizičkim procesom? To su bila velika pitanja na koja smo tražili odgovor.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr

Izvori:

 Rebecca A. Johnson (27. 4. 2022.,) “Supernova Reveals Secrets to Texas-led Team of Astronomers ” University of Texas- College of Natural Sciences