Supernowa to rzadkie i cudowne wydarzenie. Ponieważ te intensywne eksplozje mają miejsce tylko wtedy, gdy masywna gwiazda osiąga końcowy etap ewolucyjnej długości życia - kiedy wyczerpuje całe swoje paliwo i ulega zapadnięciu się jądra - lub gdy biały karzeł w układzie podwójnych gwiazd zużywa swojego towarzysza, będąc w stanie świadek jeden jest wielkim przywilejem.
Ale ostatnio międzynarodowy zespół astronomów widział coś, co może być jeszcze rzadsze - wydarzenie supernowej, które zdawało się zachodzić w zwolnionym tempie. Podczas gdy supernowa tego rodzaju (SN Typ Ibn) zazwyczaj charakteryzuje się szybkim wzrostem jasności szczytowej i szybkim spadkiem, ta konkretna supernowa zajęła niespotykanie długi czas, aby osiągnąć maksymalną jasność, a następnie powoli zanikała.
Na potrzeby badań zespół badawczy - w skład którego wchodzili członkowie z Wielkiej Brytanii, Polski, Szwecji, Irlandii Północnej, Holandii i Niemiec - zbadał wydarzenie typu Ibn znane jako OGLE-2014-SN-13. Uważa się, że tego rodzaju wybuchy są wynikiem masywnych gwiazd (które straciły swoją zewnętrzną otoczkę wodoru) ulegających zapadnięciu się jądra i których wyrzut wchodzi w interakcję z chmurą bogatego w hel materiału okołogwiazdowego (CSM).
Badanie zostało przeprowadzone przez Emir Karamehmetoglu z The Oskar Klein Center na Uniwersytecie Sztokholmskim. Jak powiedział Space Magazine pocztą elektroniczną:
„Uważa się, że supernowe typu Ibn są eksplozjami bardzo masywnych gwiazd, otoczonych gęstym regionem materiału niezwykle bogatego w hel. Wnioskujemy o istnieniu tego helu poprzez obecność wąskich linii emisji helu w ich widmach optycznych. Uważamy również, że w bezpośrednim otoczeniu gwiazdy jest bardzo mało wodoru, ponieważ gdyby był, pokazałby w widmach znacznie silniejszy niż hel. Jak możesz sobie wyobrazić, taka konfiguracja jest bardzo rzadka, ponieważ wodór jest zdecydowanie najobfitszym pierwiastkiem we wszechświecie. ”
Jak już wspomniano, supernowe typu Ibn charakteryzują się nagłym i dramatycznym wzrostem ich jasności, a następnie gwałtownym spadkiem. Jednak obserwując OGLE-2014-SN-131 - które wykryli 11 listopada 2014 r. Za pomocą Eksperymentu Optycznego Lasera Grawitacyjnego (OGLE) w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego - byli świadkami czegoś zupełnie innego.
„OGLE-2014-SN-131 było inne, ponieważ zajęło prawie 50 dni, w porównaniu do bardziej typowego ~ 1 tygodnia, aby stało się jasne”, powiedział Karamehmetoglu. „Potem również zmniejszył się względnie powoli. Fakt, że zajęło to kilka razy więcej niż typowy wzrost maksymalnej jasności, który jest inny niż jakikolwiek inny Ibn, który był wcześniej badany, czyni go bardzo wyjątkowym przedmiotem. ”
Dzięki danym uzyskanym przez OGLE-IV Transient Detection System, byli w stanie umieścić OGLE-2014-SN-131 w odległości około 372 ± 9 megaparseków (1183,95 do 1242,66 miliona lat świetlnych) od Ziemi. Następnie przeprowadzono obserwacje fotometryczne przy użyciu teleskopu OGLE w Obserwatorium Las Campanas w Chile oraz detektora optycznego / detektora bliskiej podczerwieni Gamma-Ray Burst w Obserwatorium La Silla.
Zespół uzyskał również dane spektroskopowe za pomocą Teleskopu Nowej Technologii ESO (NTT) w La Silla i Very Large Telescope (VLT) w Obserwatorium Paranal (oba zlokalizowane w Chile). Oprócz niezwykle długiego czasu narastania połączone dane wskazały również, że supernowa miała niezwykle szeroką krzywą światła. Aby to wszystko wyjaśnić, zespół rozważył szereg możliwości.
Na początek rozważono standardowe modele rozpadu promieniotwórczego, o których wiadomo, że zasilają krzywe świetlne większości innych supernowych typu I i II. Nie mogli oni jednak uwzględnić tego, co zaobserwowali w przypadku OGLE-2014-SN-131. W związku z tym zaczęli rozważać bardziej egzotyczne scenariusze, w tym energię pobieraną przez młodą, szybko wirującą gwiazdę neutronową (inaczej magnetar) w pobliżu.
Chociaż model ten wyjaśniałby zachowanie OGLE-2014-SN-131, był on ograniczony, ponieważ nie wiadomo jeszcze, jakie okoliczności będą potrzebne, aby wywołać magnetar. Jako taki, Karamehmetoglu i jego zespół rozważyli również możliwość, że eksplozje mogą być napędzane wstrząsami powstałymi w wyniku interakcji wyrzuconego materiału z supernowej z bogatym w hel CSM.
Dzięki danym spektralnym uzyskanym przez NTT i VLT wiedzieli, że taki materiał istnieje wokół gwiazdy, a zatem model był w stanie odtworzyć obserwowane zachowanie. Jak wyjaśnił Karamehmetoglu, z tego powodu faworyzują ten model nad innymi:
„W tym scenariuszu powodem, dla którego OGLE-2014-SN-131 różni się od innych typów Ibn SNe, jest niezwykle masywna natura jego gwiazdy progenitorowej. Bardzo masywna gwiazda o masie od 40 do 60 razy większej od masy Słońca, znajdująca się w galaktyce o niskiej metaliczności, prawdopodobnie spowodowała powstanie tego SN poprzez wydalenie dużej ilości materii bogatej w hel, a następnie wybuchnięcie jako SN. ”
Oprócz tego, że jest to wyjątkowe wydarzenie, niniejsze badanie ma również drastyczne implikacje dla astronomii i badania supernowych. Dzięki wykryciu OGLE-2014-SN-131 wszelkie przyszłe modele, które próbują wyjaśnić, w jaki sposób supernowe typu Ibn mają teraz ścisłe ograniczenie. Jednocześnie astronomowie mają teraz istniejący model do rozważenia, czy i kiedy będą świadkami innych supernowych, które wykazują szczególnie długi czas wschodu.
Patrząc w przyszłość, właśnie to mają nadzieję Karamehmetoglu i jego koledzy. „W naszym następnym wysiłku zbadamy inne, rzadziej występujące typy SN, które mają długi czas wzrostu, a zatem prawdopodobnie są tworzone przez bardzo masywne gwiazdy” - powiedział. „Skorzystamy z porównawczych ram opracowanych podczas studiowania OGLE-2014-SN-131”.
Po raz kolejny Wszechświat nauczył nas, że dwoma ważniejszymi aspektami badań naukowych są zdolności adaptacyjne i zaangażowanie w ciągłe odkrywanie. Jeśli rzeczy nie są zgodne z istniejącymi modelami, opracuj nowe i przetestuj je!
