Supernova je redek in čudovit dogodek. Ker se te intenzivne eksplozije zgodijo šele, ko ogromna zvezda doseže zadnjo stopnjo svoje evolucijske življenjske dobe – ko je izčrpala vse svoje gorivo in je podvržena kolapsu jedra – ali ko beli pritlikavec v binarnem zvezdnem sistemu zaužije svojega spremljevalca, lahko priča ena je pravi privilegij.
Toda pred kratkim je bila mednarodna ekipa astronomov priča nečemu, kar je morda še redkejše – dogodku supernove, za katerega se je zdelo, da se je zgodil v počasni posnetek . Medtem ko je za supernovo te vrste (SN Type Ibn) običajno značilen hiter dvig do najvišje svetlosti in hiter upad, je za to posebno supernovo potrebovalo izjemno dolgo časa, da je dosegla največjo svetlost, nato pa je počasi zbledela.
Zaradi svoje študije je raziskovalna skupina, ki je vključevala člane iz Združenega kraljestva, Poljske, Švedske, Severne Irske, Nizozemske in Nemčije, preučevala dogodek tipa Ibn, znan kot OGLE-2014-SN-13. Te vrste eksplozij naj bi bile posledica velikih zvezd (ki so izgubile svojo zunanjo ovojnico iz vodika), ki so podvržene kolapsu jedra, in katerih izmet je v interakciji z oblakom okolizvezdnega materiala, bogatega s helijem (CSM).
OGLE-2014-SN-131 (modri krog) v pridobivanju VLT (levo) in slika NTT, ki ne prikazuje vidnega gostitelja na lokaciji SN (desno). Zasluge: Karamehmetoglu et al.
Študijo je vodil Emir Karamehmetoglu iz Center Oskarja Kleina na univerzi v Stockholmu. Kot je povedal Universe Today po e-pošti:
'Supernove tipa Ibn naj bi bile eksplozije zelo masivnih zvezd, ki jih obdaja gosto območje izjemno bogatega s helijem materiala. O obstoju tega helija sklepamo po prisotnosti ozkih emisijskih linij helija v njihovih optičnih spektrih. Verjamemo tudi, da je v neposredni okolici zvezde zelo malo, če sploh sploh vodika, ker če bi bil tam, bi se v spektrih pokazal veliko močnejši od helija. Kot si lahko predstavljate, je tovrstna konfiguracija zelo redka, saj je vodik daleč najbolj razširjen element v vesolju.'
Kot smo že omenili, je za supernovo tipa Ibn značilno nenadno in dramatično povečanje njihove svetlosti, nato pa hiter upad. Vendar pa pri opazovanju OGLE-2014-SN-131 – ki so ga zaznali 11. novembra 2014 z uporabo Eksperiment z optično gravitacijsko lečo (OGLE) na Astronomski observatorij Varšavske univerze – bili so priča nečemu povsem drugemu.
»OGLE-2014-SN-131 je bil drugačen, ker je trajalo skoraj 50 dni v primerjavi z bolj tipičnim ~ 1 tednom, da je postal svetel,« je dejal Karamehmetoglu. »Potem je tudi relativno počasi upadal. Dejstvo, da je trajalo nekajkrat dlje od tipičnega dviga do največje svetlosti, ki ni podoben nobenemu drugemu Ibnu, ki so ga preučevali prej, ga naredi zelo edinstven predmet.
Eksperiment optičnega gravitacijskega leča (OGLE), projekt, ki ga izvaja Astronomski observatorij na Univerzi v Varšavi. Zasluge: astrouw.edu.pl
Zahvaljujoč podatkim, pridobljenim s sistemom za zaznavanje prehodnih dogodkov OGLE-IV, so lahko postavili OGLE-2014-SN-131 na razdaljo približno 372 ± 9 megaparsekov (1183,95 do 1242,66 milijona svetlobnih let) od Zemlje. Temu so nato sledila fotometrična opazovanja z uporabo teleskopa OGLE na Observatorij Las Campanas v Čilu in Optični/bližnje infrardeči detektor z izbruhom gama žarkov (GROND) pri Katedra za observatorij .
Ekipa je pridobila tudi spektroskopske podatke z uporabo ESO Teleskop nove tehnologije (NTT) v La Silli in Zelo velik teleskop (VLT) na Observatorij Paranal (oba se nahajata v Čilu). Poleg nenavadno dolgega časa vzpona so združeni podatki tudi pokazali, da ima supernova nenavadno široko svetlobno krivuljo. Za razlago vsega tega je ekipa preučila številne možnosti.
Za začetek so upoštevali standardne modele radioaktivnega razpada, za katere je znano, da poganjajo svetlobne krivulje večine drugih supernov tipa I in tipa II. Vendar ti niso mogli upoštevati tega, kar so opazili pri OGLE-2014-SN-131. Kot taki so začeli razmišljati o bolj eksotičnih scenarijih, ki so vključevali vnos energije iz mlade, hitro vrteče se nevtronske zvezde (alias. magnetar) v bližini.
Čeprav bi ta model pojasnil obnašanje OGLE-2014-SN-131, je bil omejen, ker še ni znano, kakšne okoliščine bi bile potrebne za priklic magnetarja. Kot tak sta Karamehmetoglu in njegova ekipa razmišljala tudi o možnosti, da bi eksplozije poganjali sunki, ki nastanejo zaradi interakcije izvrženega materiala iz supernove s helijem bogatim CSM.
Supernova 2008D v galaksiji NGC 2770 (tip Ib), prikazana v rentgenskih žarkih (levo) in vidni svetlobi (desno). Zasluge: NASA/Swift Science Team/Stefan Immler
Zahvaljujoč spektralnim podatkom, ki sta jih pridobila NTT in VLT, so vedeli, da tak material obstaja okoli zvezde, zato je model lahko reproduciral opaženo vedenje. Kot je pojasnil Karamehmetoglu, dajo prednost temu modelu pred drugimi zaradi tega:
»V tem scenariju je razlog, zakaj se OGLE-2014-SN-131 razlikuje od drugih tipov Ibn SNe, zaradi nenavadno masivne narave njegove matične zvezde. Zelo masivna zvezda, ki je med 40-60-krat večja od mase našega Sonca, ki se nahaja v galaksiji z nizko kovino, je verjetno povzročila to SN tako, da je izločila veliko količino snovi, bogate s helijem, nato pa je sčasoma eksplodirala kot SN.
Poleg tega, da je ta študij edinstven dogodek, ima tudi nekatere drastične posledice za astronomijo in preučevanje supernov. Zahvaljujoč odkrivanju OGLE-2014-SN-131 imajo vsi prihodnji modeli, ki poskušajo razložiti, kako nastanejo supernove tipa Ibn, zdaj strogo omejitev. Hkrati imajo astronomi zdaj obstoječ model, da razmislijo o tem, ali in kdaj bodo priča drugim supernovam, ki imajo zelo dolge vzpone.
Če pogledamo naprej, Karamehmetoglu in njegovi sodelavci upajo, da bodo storili prav to. 'V našem naslednjem prizadevanju bomo preučevali druge, manj redke vrste SN, ki imajo dolge vzpone in jih zato verjetno ustvarijo zelo masivne zvezde,' je dejal. 'Izkoristili bomo primerjalni okvir, ki smo ga razvili pri preučevanju OGLE-2014-SN-131.'
Vesolje nas je ponovno naučilo, da sta dva pomembnejša vidika znanstvenih raziskav prilagodljivost in zavezanost nenehnemu odkrivanju. Ko stvari ne ustrezajo obstoječim modelom, razvijete nove in jih preizkusite!
Nadaljnje branje: arXiv
