Co wydarzyło się 400 lat temu, aby stworzyć tę oszałamiająco piękną pozostałość po supernowej - i czy było dwóch sprawców czy tylko jednego? Ten widok Kosmicznego Teleskopu Hubble'a pozostałości stworzonej przez Ia pomógł astronomom rozwiązać długotrwałą tajemnicę rodzaju gwiazd, które powodują niektóre supernowe, zwane progenitorami.
„Do tej pory tak naprawdę nie wiemy, skąd pochodzi tego typu supernowa, mimo że badamy ją przez dziesięciolecia” - powiedziała Ashley Pagnotta z Uniwersytetu Stanowego w Luizjanie podczas konferencji prasowej na spotkaniu American Astronomical Society w środę. „Ale teraz możemy powiedzieć, że mamy pierwszą definitywną identyfikację progenitora typu 1a i wiemy, że ten musiał mieć podwójnie zdegenerowany progenitor - to jedyna opcja.”
Ta pozostałość po supernowej, która ma numer telefonu o nazwie SNR 0509-67,5, leży 170 000 lat świetlnych stąd w galaktyce Wielkiego Obłoku Magellana.
Astronomowie od dawna podejrzewają, że dwie gwiazdy były odpowiedzialne za wybuch - jak ma to miejsce w przypadku większości supernowych typu 1a - ale nie byliśmy pewni, co spowodowało wybuch. Jednym z wyjaśnień może być to, że było to spowodowane przeniesieniem masy z gwiazdy towarzyszącej, gdzie pobliska gwiazda rozlewa materiał na towarzysza białego karła, wywołując reakcję łańcuchową, która powoduje jedną z najpotężniejszych eksplozji we wszechświecie. Jest to znane jako ścieżka „pojedynczego zdegenerowanego” - co wydaje się być najbardziej prawdopodobnym, powszechnym i najbardziej preferowanym wyjaśnieniem wielu supernowych typu 1a.
Inną opcją jest zderzenie dwóch białych karłów, które są znane jako „podwójnie zdegenerowane”, co wydaje się być mniej powszechnym i nie tak powszechnie akceptowanym wyjaśnieniem supernowych. Wielu astrofizykom scenariusz fuzji wydawał się mniej prawdopodobny, ponieważ wydaje się, że istnieje zbyt mało systemów podwójnego białego karła; w rzeczywistości wydaje się, że do tej pory odkryto tylko garstkę.
Problem z SNR 0509-67,5 polegał na tym, że astronomowie nie mogli znaleźć żadnych pozostałości gwiazdy towarzyszącej. Dlatego rozważano scenariusz podwójnego zdegenerowania, ponieważ w takim przypadku nie pozostanie nic, ponieważ oba białe karły zostaną pochłonięte przez eksplozję. W przypadku pojedynczego progenitora, niebiałego karła gwiazda będzie nadal znajdować się w pobliżu miejsca wybuchu i nadal będzie wyglądać bardzo podobnie jak przed wybuchem.
Dlatego możliwym sposobem na rozróżnienie różnych modeli progenitorowych było zajrzenie głęboko w środek starej pozostałości supernowej w poszukiwaniu gwiazdy ex-towarzysz.
„Wiemy, że Hubble ma czułość niezbędną do wykrycia najdelikatniejszych resztek białego karła, które mogły spowodować takie eksplozje”, powiedział główny badacz Bradley Schaefer z LSU. „Logika tutaj jest taka sama jak słynny cytat z Sherlocka Holmesa:„ kiedy wyeliminowałeś niemożliwe, wszystko, co jest nieprawdopodobne, musi być prawdą ”.
W 2010 roku Schaefer i Pagnotta przygotowywali propozycję poszukiwania słabych gwiazd towarzyszących w centrum czterech pozostałości supernowych w Wielkim Obłoku Magellana, gdy zobaczyli zdjęcie dnia astronomicznego pokazujące zdjęcie, które wcześniej miał Kosmiczny Teleskop Hubble'a wziął jedną z docelowych pozostałości, SNR 0509–67,5.
(Uwaga: obraz APOD z 12 stycznia 2012 r. To SNR 0509–67,5!)
Ponieważ pozostałość pojawia się jako ładna symetryczna skorupa lub bąbelek, środek geometryczny można dokładnie określić. Analizując bardziej szczegółowo region centralny, odkryli, że jest on całkowicie pusty od gwiazd aż do granicy najsłabszych obiektów, które Hubble może wykryć na zdjęciach. Młody wiek oznacza również, że wszelkie ocalałe gwiazdy nie odeszły daleko od miejsca wybuchu. Udało im się wykreślić listę wszystkich możliwych scenariuszy z pojedynczym zdegenerowanym i pozostawiono im model podwójnego zdegenerowanego, w którym zderzają się dwa białe karły.
„Ponieważ możemy wykluczyć wszystkie możliwe pojedyncze degeneraty, wiemy, że musi to być podwójna degenerat”, powiedziała Pagnotta. „Przyczynę SNR 0509-67,5 można najlepiej wyjaśnić dwiema ciasno krążącymi gwiazdami białego karła, które krążyły coraz bliżej, aż zderzyły się i eksplodowały”.
Pagnotta zauważył również, że ta supernowa w rzeczywistości nie jest normalną supernową typu 1a, ale podklasą zwaną 1991t, która jest wyjątkowo jasną supernową.
Artykuł z 2010 roku autorstwa Marata Gilfanova z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka wskazał, że być może wiele supernowych typu 1a zostało spowodowanych zderzeniem dwóch białych karłów, co było zaskoczeniem dla wielu astronomów. Ponadto przegląd niedawnej supernowej SN 2011fe, która wybuchła w sierpniu 2011 r., Bada możliwość podwójnie zdegenerowanego progenitora. Pozostaje otwarte pytanie, czy te fuzje białego karła są głównym katalizatorem supernowych typu Ia w galaktykach spiralnych. Konieczne są dalsze badania, aby dowiedzieć się, czy supernowe w galaktykach spiralnych są powodowane przez fuzje lub połączenie dwóch procesów.
Schaefer i Pagnotta planują przyjrzeć się pozostałym supernowym w Wielkim Obłoku Magellenicznym, aby dalej przetestować swoje obserwacje.
Pagnotta potwierdził, że każdy posiadający połączenie internetowe mógł dokonać tego odkrycia, ponieważ wszystkie użyte obrazy Hubble'a były dostępne publicznie, a użycie danych Hubble'a zostało zainicjowane przez APOD.
Źródła: Science Paper autorstwa Bradleya E. Schaefera i Ashleya Pagnotty (dokument PDF), HubbleSite, briefing prasowy AAS
