Międzynarodowy zespół naukowy pod przewodnictwem specjalistów z Las Cumbres Observatory zdobył pierwsze przekonujące dowody na istnienie supernowych ECS, czyli gwiazd, w których kolaps jądra nastąpił w wyniku gwałtownego wychwytu elektronów przez jądra Ne i Mg. O możliwości takiej teoretyzuje się od 40 lat, jednak dotychczas nie zdobyto przekonujących dowodów.

Historycznie znamy dwa typy supernowych. Jedne powstają w wyniku eksplozji termonuklearnej. Dochodzi do niej, gdy w układzie podwójnym biały karzeł pobierze materię z towarzyszącej mu gwiazdy. Drugi typ to kolaps jądra masywnej gwiazdy zawierającej żelazo, do którego dochodzi, czy wypala się paliwo w jądrze.

W 1980 roku naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego wysunęli postulat istnienia supernowych z wychwytem elektronów (ECS – electron capture supernova), które mieszczą się pomiędzy dwoma głównymi typami. Fuzja jądrowa przestaje w nich zachodzić, gdy jądro składa się z tlenu, neonu i magnezu. Nie jest wystarczająco masywne, by powstało w nim żelazo. Część elektronów w takim jądrze uderza w jądra swoich atomów, które je przechwytują. To prowadzi do destabilizacji jądra gwiazdy, które zapada się pod własnym ciężarem, tworząc supernową.

Gdyby taka gwiazda była nieco bardziej masywna, powstałyby w jej jądrze cięższe pierwiastki, to wydłużyłoby jej życie. W procesie supernowej ECS dochodzi zatem do śmierci gwiazdy, która była zbyt masywna, by zapobiec zapadnięciu się jądra i zbyt mało masywna, by przedłużyć swoje życie wytwarzając ciężkie pierwiastki.

Teraz na łamach Nature Astronomy Daichi Hiramatsu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i Las Cumbres Observatory opisuje odkrycia dotyczące supernowej SN 2018zd. Wraz ze swoim zespołem odkrył on, że SN 2018zd ma wiele niezwykłych cech, jakich wcześniej nie obserwowano.

W badaniach pomógł fakt, że gwiazda znajduje się stosunkowo blisko, 31 milionów lat świetlnych od Ziemi. Pozwoliło to naukowcom przejrzeć archiwalne zdjęcia wykonane przez Teleskop Hubble’a przed pojawieniem się supernowej i zobaczyć gwiazdę, która była progenitorem SN 2018zd.

Okazało się, że SN 2018zd pochodzi od gwiazdy, która ma właściwości odpowiadające gwiazdom Super-AGB (AGB, Asymptotic Giant Branch – gwiazda na asymptotycznej gałęzi olbrzymów diagramu Hertzsprunga-Russella). Obserwacyjnie gwiazdy takie mają postać czerwonych nadolbrzymów. Czerwone nadolbrzymy dają jednak początek drugiemu typowi supernowych, z kolapsem jądra zawierającego żelazo. Progenitor SN 2018zd nie odpowiadał modelom takich gwiazd.

Autorzy badań przyjrzeli się wszystkim danym na temat supernowych. Odkryli, że co prawda niektóre z nich miały pewne cechy supernowych z wychwytem elektronów, to SN 2018zd jest jedyną, która posiada wszystkie 6 postulowanych właściwości: progenitora w postaci SAGB, silną utratę masy przed pojawieniem się supernowej, niezwykły skład chemiczny, słabą eksplozję, niską radioaktywność i jądro bogate w neutrony.

Praca ekspertów z Las Cumbres rzuca też nowe światło na najsłynniejszą z supernowych – SN 1054. W 1054 roku chińscy i japońscy astronomowie donieśli o pojawieniu się na niebie nowej gwiazdy. Była tak jasna, że przez 23 dni widać ją była za dnia, a przez 2 lata w nocy. Pozostałością SN 1054 jest Mgławica Kraba, która była szczegółowo badana. Już wcześniej pojawiały się głosy, że SN 1054 była supernową typu ECS. Nowe badania zwiększają prawdopodobieństwo, że tak właśnie było. Wyjaśniają też, dlaczego była tak jasna. Jej jasność została prawdopodobnie zwiększona przez wyrzut z supernowej materii, która zderzyła się z materiałem odrzuconym przez gwiazdę progenitorową. Takie samo zjawisko zaobserwowano w przypadku SN 2018zd.

Doktor Ken Nakamoto, który zaproponował istnienie ECS, powiedział, że jest bardzo zadowolony, że supernowa z wychwytem elektronów została w końcu odkryta, co wraz z kolegami przewidziałem przed 40 laty i połączyliśmy ten typ supernowych z Mgławicą Kraba.

 

 

Źródło: Las Cumbres Observatory
0 0 votes
Article Rating