Galaxy NGC 7424 zobrazowany przez Gemini. Kliknij, aby powiększyć
Kiedy w grudniu 2001 r. Odkryto supernową, astronomowie natychmiast oznaczyli ją jako Typ II - kiedy gigantyczna gwiazda zaczyna brakować paliwa i eksploduje. Ale potem otaczający go wodór zniknął, a astronomowie musieli go ponownie zaklasyfikować jako supernową typu I - kiedy biały karzeł kradnie materię towarzyszowi. Astronomowie używający teleskopu Gemini w Chile myślą, że rozwiązali zagadkę. Znaleźli gwiazdę towarzyszącą pozostawioną po wybuchu supernowej; to dostarczało wodór i maskowało oryginalną supernową.
Korzystając z teleskopu Gemini South w Chile, australijscy astronomowie znaleźli przewidywaną gwiazdę „towarzyszącą” pozostawioną po wybuchu jej partnera jako bardzo niezwykłej supernowej. Obecność towarzysza wyjaśnia, dlaczego supernowa, która zaczęła wyglądać jak jedna z eksplodujących gwiazd, wydawała się zmieniać swoją tożsamość po kilku tygodniach.
Obserwacje Gemini pierwotnie miały być rozpoznaniem do późniejszego obrazowania za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. „Ale dane Gemini były tak dobre, że od razu otrzymaliśmy odpowiedź”, powiedział główny badacz, dr Stuart Ryder z Anglo-Australian Observatory (AAO).
Znany australijski łowca supernowych Bob Evans po raz pierwszy zauważył supernową 2001ig w grudniu 2001 roku. Leży na obrzeżach galaktyki spiralnej NGC 7424, która znajduje się w odległości około 37 milionów lat świetlnych w południowej konstelacji Grusa (Żurawia).
Supernowa była monitorowana przez następny miesiąc za pomocą teleskopów optycznych w Chile. Supernowe są klasyfikowane zgodnie z cechami w ich widmach optycznych. SN2001ig początkowo wykazywał znamienne oznaki wodoru, które oznaczono jako supernową typu II, ale później wodór zniknął, co spowodowało, że znalazł się w kategorii typu I.
Ale w jaki sposób supernowa może zmienić swój typ? Tylko garstka takich supernowych, sklasyfikowanych jako „Typ IIb” dla wskazania ich dziwnej zmiany tożsamości, została kiedykolwiek zaobserwowana. Tylko jeden (zwany SN 1993J) był bliższy niż SN 2001ig.
Astronomowie badający SN1993J zasugerowali wyjaśnienie: prekursor supernowej miał gwiazdę towarzyszącą, która zrzuciła materiał z gwiazdy, zanim wybuchła. Pozostawiłoby to tylko niewielką ilość wodoru na prekursorze - tak małą, że mogła zniknąć ze spektrum supernowych w ciągu kilku tygodni.
Dziesięć lat późniejsze obserwacje orbitującego Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i jednego z teleskopów Keck na Hawajach potwierdziły, że SN 1993J rzeczywiście miał towarzysza. Ryder i koledzy zastanawiali się, czy SN2001ig mógł mieć również towarzysza.
Wkrótce po odkryciu SN2001ig Ryder i jego koledzy zaczęli monitorować go za pomocą radioteleskopu, zwanego Array Compact Compact Array CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) Australia we wschodniej Australii. Emisja radiowa z czasem nie opadała płynnie, ale zamiast tego wykazywała regularne uderzenia i spadki. Sugerowało to, że materiał w przestrzeni wokół gwiazdy, który wybuchł - który musiał zostać zrzucony późno w swoim życiu - był niezwykle grudkowaty.
Chociaż grudki mogły reprezentować materię okresowo zrzucaną z konwulsyjnej gwiazdy, ich odstępy były takie, że inne wyjaśnienie wydawało się bardziej prawdopodobne: że zostały one wygenerowane przez towarzysza na ekscentrycznej orbicie. Podczas orbity towarzysz przemieściłby materiał zrzucony przez prekursor na wzór spiralny (wiatraczek), z gęstszymi grudkami w punkcie orbity-periastronu, gdzie dwie gwiazdy zbliżyły się najbardziej.
Takie spirale zostały zobrazowane wokół gorących, masywnych gwiazd zwanych gwiazdami Wolfa-Rayeta przez dr Petera Tuthilla z University of Sydney, przy użyciu teleskopów Keck. Guzki na radiowej krzywej świetlnej SN2001ig zostały rozmieszczone w sposób zgodny z krzywizną jednej ze spirali, które obrazował Tuthill.
„Teoria ewolucji gwiazd sugeruje, że gwiazda Wolfa-Rayeta z masywnym towarzyszem może wytworzyć ten niezwykły rodzaj supernowej”, powiedział Ryder.
Jeśli prekursor supernowej miał towarzysza, może to być widoczne po usunięciu gruzu supernowej. Astronomowie poprosili o obserwację za pomocą kamery GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) na 8-metrowym teleskopie Gemini South.
Kiedy nadszedł czas na obserwację, „warunki widzenia” (stabilność atmosfery) były doskonałe. Wystarczyło półtorej godziny, aby sfotografować pole supernowej i odsłonić żółto-zielony obiekt podobny do punktu w miejscu wybuchu supernowej.
„Uważamy, że to towarzysz” - powiedział Ryder. „Jest zbyt czerwony, aby być łatą zjonizowanego wodoru, i zbyt niebieski, aby być częścią samej pozostałości supernowej”.
Towarzysz ma masę od 10 do 18 razy większą niż Słońce. Astronomowie mają nadzieję na ponowne użycie GMOS w nadchodzących miesiącach, aby uzyskać spektrum towarzysza i udoskonalić tę ocenę.
Ryder sugeruje, że binarni towarzysze mogą wyjaśnić wiele różnorodności obserwowanych w supernowych. „Udało nam się pokazać, że zachowanie SN2001ig w stylu kameleona ma zaskakująco proste wytłumaczenie” - powiedział.
To tylko drugi raz, gdy gwiazda towarzysząca supernowej typu IIb została sfotografowana i po raz pierwszy obrazowanie wykonano z ziemi.
Artykuł na temat obserwacji „Pośmiertne badanie supernowej typu IIb 2001ig”, współautor: Ryder, absolwent Uniwersytetu Tasmanii Clair Murrowood i były astronom AAO dr Raylee Stathakis, został opublikowany online w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 2 maja. Jest również dostępny TUTAJ.
Oryginalne źródło: Gemini Observatory
