Pierwsza taka supernowa!


Ilustracja przedstawia materię wyrzuconą z SN 2007bi: radioaktywny nikiel (kolor biały) rozbada się na kobalt i emituje prominiowanie gamma oraz pozytrony, które wzbudzją otaczającą je warstwę  (kolor żółty) bogatą w pierwiastki ciężkie takie jak żelazo. Zewnętrzna warstwa (kolor szary) złożona jest z pierwiastków lżejszych jak tlen, węgiel, hel i pozostaje ciemna, więc nie daje wkładu do widma optycznego. Źródło: Berkeley Lab

W 2007 roku automatyczne teleskopy zaobserwowały wyjątkowo jasną i długotrwałą supernową. Jej skład chemiczny oraz fakt, że pojawiła się w pobliskiej galaktyce karłowatej mogą świadczyć, że jest to gwiazda podobna do pierwszych gwiazd powstałych we Wszechświecie. 

Nearby Supernova Factory (SNfactory) to przedsięwzięcie polegające na automatycznym przeczesywaniu nieba w poszukiwaniu supernowych typu Ia (bardzo jasnych supernowych, które dobrze spełniają rolę świec standardowych). Na początku 2007 roku SNfactory zaobserwowało jasno świecącą supernową, nazwaną SN 2007bi, która przez wiele miesięcy utrzymywała swą jasność, a przez następne 1,5 roku powoli bledła. W tym czasie astronomowie zebrali dane, które wykazały, że początkowa gwiazda miała masę co najmniej 200 mas Słońca i zawierała niewiele cięższych pierwiastki, poza wodorem i helem. Taką charakterystykę miały właśnie pierwsze gwiazdy powstałe we Wszechświecie. 

Duża masa jądra gwiazdy sugeruje, że mogło zaistnieć zjawisko tzw. niestabilności par. Jądro gwiazdy rozgrzane do ekstremalnych temperatur powoduje powstawanie wysokoenergetycznego promieniowania gamma. Promieniowanie to wytwarza niestabilne pary elektron-pozyton, które zmniejszają ciśnienie wewnątrz gwiazdy. Siły ciężkości w gwieździe przeważają i następuje gwałtowny kolaps. W tym czasie w jądrze rośnie temperatura oraz ciśnienie i tworzą się warunki idealne do zapoczątkowania reakcji jądrowych. 

„SN 2007bi była eksplozją supermasywnej gwiazdy” – mówi Alex Filippenko, profesor na Wydziale Astronomii Uniwersytetu Kalifornia w Berkeley. „Ale zamiast przerodzić się w czarną dziurę jak inne, równie ciężkie gwiazdy, została całkowicie rozdmuchana przez wybuch jądrowy. Takie zachowanie gwiazdy zostało przewidziane dekady temu, ale nigdy wcześniej nie zostało zaobserwowane.” SN 2007bi jest pierwszą zaobserwowaną supernową powstałą w wyniku niestabilności par. W przypadku supernowej SN 2007bi zastanawiające jest, że jej jasność przekracza 10-krotnie jasność supernowej Ia, a ilość wyemitowanej energii była nieporównywalnie większa. 

Dopiero widmo supernowej uzyskane za pomocą Very Large Telescope (VLT) i teleskopu Keck I udzieliło odpowiedzi. Eksplozja supernowej spowodowała wyrzucenie w przestrzeń ogromnych ilości materii, w tym także radioaktywnego niklu. To właśnie promieniotwórczy rozpad niklu sprawiał, że rozprzestrzeniający się gaz świecił bardzo jasno i przez długi czas. Wydaje się, że znaczący jest fakt, iż supernowa, powstała w wyniku niestabilności par, została zaobserwowana w galaktyce karłowatej. Galaktyki te to bardzo małe, słabo świecące skupiska gwiazd, w których znajduje się niewiele pierwiastków cięższych od wodoru i helu. Warunki te odpowiadają tym panującym we wczesnym Wszechświecie. 

Naukowcy oczekują, iż wkrótce uda im się zaobserwować inne równie jasne i masywne supernowe i odkryją jaką rolę pełniły one w tworzeniu obecnego Wszechświata.

7 grudzień 2009
Źródło | Magda Siuda

Liczba odsłon: 1123