Co tam się wydarzyło? Eksplodująca gwiazda kompletnie zaskoczyła

Przekonali się o tym astronomowie z Europejskiego Obserwatorium Południowego. Wykorzystany przez nich Bardzo Duży Teleskop umożliwił zaobserwowanie eksplozji masywnej gwiazdy. Zyskała ona formę supernowej, a w długofalowej perspektywie powinna stać się gwiazdą neutronową bądź czarną dziurą.

Czytaj też: Układ podwójny gwiazd zawiera trzeci obiekt. Astronomowie zidentyfikowali tego olbrzyma

Supernowe różnią się jednak między sobą i to w dość znaczący sposób. Jeden z ich rodzajów, znany jako supernowa typu 1a, nie wybuchł jeden, lecz dwa razy. Taka sytuacja miała miejsce w przypadku SNR 0509-67.5, obiektu oddalonego o około 160 000 lat świetlnych od Ziemi, w Wielkim Obłoku Magellana. O okolicznościach towarzyszących tym wydarzeniom naukowcy piszą w artykule zamieszczonym w Nature Astronomy. 

Supernowa typu 1a jest związana z białym karłem, czyli swego rodzaju martwą gwiazdą, która nie miała odpowiednio wysokiej masy, aby po wybuchu przekształcić się w czarną dziurę lub gwiazdę neutronową. Taki los czeka zdaniem ekspertów również naszego gwiezdnego gospodarza, czyli Słońce, któremu za miliardy lat skończy się paliwo potrzebne do prowadzenia fuzji jądrowej.

Gwiazda eksplodująca w formie supernowej może wybuchnąć podwójnie. Tak przynajmniej sugerują autorzy obserwacji poświęconych obiektowi SNR 0509-67.5

Ale poza białym karłem, w takim układzie znajduje się też inny obiekt. Taka gwiazda pada ofiarą rabunku, którego celem jest tworząca ją materia. Białe karły generują bowiem silne przyciąganie grawitacyjne, dlatego mogą pochłaniać tę materię, która – opadając na powierzchnię martwej gwiazdy – może tchnąć w nią nieco życia. Przejawia się to kolejnymi eksplozjami.

Supernowe wzbudzają spore zainteresowanie nie tylko ze względu na skalę tych wybuchów. Astronomowie śledzą je z jeszcze jednego powodu: są istotnymi źródłami pierwiastków we wszechświecie, rozrzucanych wraz z falami uderzeniowymi rozchodzącymi się przez przestrzeń kosmiczną. Ale żeby lepiej to zrozumieć, naukowcy muszą rozpracować mechanizm stojący za generowaniem wspomnianych eksplozji.

Czytaj też: 1,5 sekundy istnego chaosu. Symulacja ujawnia, co się dzieje w czasie zderzeń gwiazd neutronowych

Jedna z uznawanych zasad odnosi się do granicy Chandrasekhara, wynoszącej około 1,4 masy Słońca w przypadku białych karłów. Po przekroczeniu tego limitu zostaje zapoczątkowana synteza węgla, co ostatecznie prowadzi do eksplozji w formie supernowej. Sęk w tym, że typ 1a wydaje się wyłamywać z tej reguły. Zdaniem astronomów w tym przypadku biały karzeł gromadzi hel na swojej powierzchni i w pewnym momencie eksploduje, wysyłając fale zarówno na zewnątrz, jak i do wewnątrz. 

Zdaniem autorów najnowszych ustaleń może to doprowadzić do podwójnej eksplozji, choć wcześniej brakowało na to twardych dowodów. Teraz się one pojawiły, a wszystko dzięki instrumentowi MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explore), który posłużył do zbadania supernowej 0509-67,5. Tym sposobem członkowie zespołu badawczego zidentyfikowali dwie odrębne powłoki wapnia. Zgromadzone dane jasno pokazują, iż białe karły mogą eksplodować poniżej granicy Chandrasekhara, a mechanizm podwójnej eksplozji faktycznie ma miejsce.