Astronomowie odkrywają, że nie wszystkie supernowe są sobie równe. Ale teraz wydaje się, że jest trzecia.
„Eksplozja supernowej jest najbardziej energetycznym i genialnym wydarzeniem, które dzieje się we wszechświecie”, powiedział Dae-Sik Moon z University of Toronto i część zespołu opublikowała swoje odkrycia w tym tygodniu w Nature. „Jest bogaty w informacje, nie tylko o tym, jak umierają gwiazdy, ale także o zrozumienie pochodzenia życia i ekspansji wszechświata. Ale ten jest zaskakująco inny. ”
Pierwsze dwa rodzaje supernowych są albo gorącymi, młodymi gigantami, które wychodzą gwałtownie, gdy zapadają się pod własnym ciężarem, albo starymi, gęstymi białymi krasnoludami, które wybuchają w wyniku wybuchu termojądrowego.
Gwiazdy białego karła składają się głównie z węgla i tlenu i chociaż supernowa, SN2005E, wydaje się pochodzić z układu białego karła, jest pozbawiona węgla i tlenu, a zamiast tego jest bogata w hel.
SN2005E został po raz pierwszy zauważony 13 stycznia 2005 r. W pobliskiej galaktyce NGC1032 i od tego czasu naukowcy przeprowadzili różne jej obserwacje za pomocą różnych teleskopów.
Z jednej strony ilość materiału wyrzuconego z supernowej była zbyt mała, aby mogła pochodzić od eksplodującego giganta. Ponadto jego lokalizacja, z dala od ruchliwych piast, w których tworzą się nowe gwiazdy, sugerowała, że była to starsza gwiazda, która zdążyła odejść ze swojego miejsca urodzenia. Z drugiej strony, jego skład chemiczny nie pasował do tego, który powszechnie występuje w drugim typie.
„Było jasne”, powiedział główny autor Hagai Perets z Weizmann Institute w Izraelu i Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, „że widzimy nowy rodzaj supernowej”.
SN 2005E miał niezwykle wysoki poziom pierwiastków: wapnia i tytanu, które są produktami reakcji jądrowej z udziałem helu, a nie węgla i tlenu.
„Nigdy wcześniej nie widzieliśmy takiego spektrum” - powiedział Paolo Mazzali z Instytutu Astrofizyki Max-Plancka. „Gdy tylko gwiazda zgromadzi pewną ilość, hel zaczyna palić się wybuchowo. Unikalne procesy wytwarzające pewne pierwiastki chemiczne w tych eksplozjach mogą rozwiązać niektóre zagadki związane ze wzbogacaniem chemicznym. Może to być na przykład główne źródło tytanu. ”
Symulacje komputerowe, aby zobaczyć, jaki proces mógł spowodować taki wynik, sugerują, że w grę wchodzi para białych krasnoludów; jeden z nich kradnie hel od drugiego. Kiedy ładunek helu gwiazdy złodzieja przekroczy pewien punkt, następuje eksplozja.
„Gwiazda dawcy jest prawdopodobnie całkowicie zniszczona, ale nie jesteśmy pewni losu gwiazdy złodzieja”, powiedział członek zespołu Avishay Gal-Yam.
W rzeczywistości astronomowie twierdzą, że te stosunkowo słabe eksplozje mogą nie być rzadkie.
Alex Filippenko z profesora UC Berkeley i kolega Dovi Poznański, obaj z zespołu badającego SN 2005E, donieśli w listopadzie w zeszłym roku o innej supernowej, SN 2002bj, która ich zdaniem eksplodowała przez podobny mechanizm: zapłon warstwy helu na białym karle.
„SN 2002bj jest prawdopodobnie podobny do SN 2005E, ale ma również pewne wyraźne różnice obserwacyjne”, powiedział Filippenko. „Prawdopodobnie był to biały karzeł akretujący hel od gwiazdy towarzyszącej, chociaż szczegóły eksplozji wydają się być inne, ponieważ różnią się widma i krzywe światła”.
Ale ten nowy rodzaj supernowej może wyjaśnić niektóre zagadkowe zjawiska we wszechświecie. Na przykład prawie wszystkie pierwiastki cięższe niż wodór i hel zostały utworzone i rozproszone przez supernowe; nowy typ może pomóc wyjaśnić występowanie wapnia zarówno we wszechświecie, jak i w naszym ciele.
Może to również uwzględniać obserwowane stężenia cząstek zwanych pozytonami w centrum naszej galaktyki. Pozytony są identyczne z elektronami, ale mają ładunek przeciwny, a niektórzy wysunęli hipotezę, że rozpad jeszcze niewidzialnych cząstek „ciemnej materii” może być odpowiedzialny za ich obecność. Ale jednym z produktów nowej supernowej jest radioaktywna forma tytanu, która w miarę rozpadu emituje pozytony.
„Ciemna materia może istnieć lub nie”, powiedział Gal-Yam, „ale te pozytony można chyba równie łatwo wyjaśnić trzecim rodzajem supernowej”.
Inni badacze to: Iair Arcavi i Michael Kiewe z Wydziału Fizyki Instytutu Weizmanna, astronomowie z Scuola Normale Superiore, Piza oraz INAF / Padova Observatory we Włoszech, prof. David Arnett z University of Arizona oraz badacze z USA , Kanada, Chile i Wielka Brytania.
Oryginalne publikacje:
H.B. Perets, A. Gal-Yam, P. Mazzali i in., „Nowy typ eksplozji gwiezdnej od przodka bogatego w hel”, Nature, 20 maja 2010 r.
A. Mazzali, E.O. Ofek i wsp., „Supernova 2007bi była wybuchem supernowej o niestabilności parowej”, Nature, Vol. 462, s. 1 624–627, 3 grudnia 2009 r.
Źródła: Instytut Maxa Plancka, EurekAlert, Weisman Institute EurekAlert
