Supernowa nie chce zaniknąć

Zdjęcie w zakresach optycznym i ultrafioletowym przedstawia w całej okazałości galaktykę M100, znajdującą się w odległości około 56 milionów lat świetlnych w gromadzie galaktyk Virgo. Galaktyka ma rozmiary około 100 tysięcy lat świetlnych, podobnie jak nasza Galaktyka. Supernowa SN 1979C oznaczona jest białym kółkiem. Zdjęcie wykonano przy pomocy Optycznego Monitora na pokładzie stacji XMM-Newton. Obraz uzyskano przy pomocy filtrów B, U oraz UVW1. Smuga w poprzek zdjęcia spowodowana jest przez kamerę. Fot. ESA/NASA/Immer et al.

Naukowcy ze zdziwieniem zauważyli, że gwiazda, która eksplodowała w 1979 roku, świeci obecnie w zakresie rentgenowskim równie jasno, co w czasie swego pojawienia. Zazwyczaj takie obiekty przygasają wyraźnie po zaledwie kilku miesiącach. Wykorzystując należące do ESA, kosmiczne obserwatorium XMM-Newton, zespół astronomów odkrył, iż supernowa oznaczona jako 1979C nie wykazuje żadnych oznak zanikania. Naukowcy mogą udokumentować unikalną historię gwiazdy zarówno przed jak i po eksplozji, studiując pierścienie światła pozostałego po wybuchu. Jest to podobne do liczenia słojów w pniach drzew.

"Ta 25-letnia świeczka w ciemnościach pozwoliła nam na badanie aspektów wybuchu gwiazdy, nigdy wcześniej nie obserwowanych tak dokładnie - powiedział dr Stefan Immler, szef zespołu, pracujący w amerykańskim Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda w NASA (ang. Goddard Space Flight Center) - wszystkie istotne informacje, które zazwyczaj zanikają w ciągu kilku miesięcy, nadal tu są." Pośród wielu ciekawych odkryć znajduje się historia wiatru gwiazdowego pierwotnej gwiazdy sięgająca czasów 16 tysięcy lat przed wybuchem. Nawet w przypadku Słońca nie dysponujemy taką wiedzą. Co więcej, naukowcy mogli zmierzyć gęstość materii wokół gwiazdy, również po raz pierwszy. Pozostaje jednak nadal zagadką, jak ta gwiazda mogła zaniknąć w świetle widzialnym i pozostać tak aktywna w zakresie rentgenowskim.

Gwiazdy wybuchają, gdy nie mają już paliwa do prowadzenia reakcji termojądrowych. Te bardziej masywne niż 10 mas Słońca, eksplodują w zjawisku zwanym supernową II typu. Bez paliwa, a więc i energii do powstrzymania grawitacji, takie gwiazdy najpierw implodują. Jądro osiąga gęstość krytyczną, po czym spora część opadającej na nie materii zostaje gwałtownie odbita od jego powierzchni prosto w przestrzeń przez potężne fale uderzeniowe.


Zdjęcie galaktyki M100 w zakresie rentgenowskim. Nie widać wydatnych ramion spiralnych widocznych wyraźnie na zdjęciach optycznych. Zamiast tego, zdjęcie w promieniach X ukazuje wysokoenergetyczną aktywność w galaktyce. Najbardziej aktywnym obszarem jest centrum galaktyki. Czerwone i pomarańczowe regiony są źródłami bardzo gorącego, dyfuzyjnego gazu pomiędzy gwiazdami. SN 1979C to pomarańczowa, gorąca plama na godzinie siódmej licząc od białego centrum galaktyki. To zdjęcie z XMM-Newtona jest złożeniem trzech rentgenowskich zakresów energii: miękkiego, 0,3-1,5 keV (na czerwono), średniego, 1,5-4 keV (na zielono) oraz twardego, 4-10 keV (na niebiesko, co w jądrze miesza się w kolor biały). Fot. ESA/NASA/Immer et al.

Supernowe potrafią przewyższać jasnością całe galaktyki i bardzo często widywane są w pobliskich galaktykach nawet przy użyciu prostych, amatorskich teleskopów. Supernowe są zazwyczaj o połowę słabsze po około dziesięciu dniach, a następnie powoli i stabilnie wygasają, niezależnie od długości fali. SN 1979C jednak, w świetle optycznym osłabła o czynnik 250 stając się ledwie widoczna dobrym, amatorskim teleskopem. Natomiast w zakresie rentgenowskim, supernowa nadal jest najjaśniejszym obiektem w mieszczącej ją galaktyce, M100, w gwiazdozbiorze Warkocza Bereniki (łac. Coma Berenices). Poznając historię gwiazdy, która była prekursorem SN 1979C, zespół zauważył, iż gwiazda ta, około 18 razy masywniejsza od naszego Słońca, wytwarzała gwałtowne wiatry gwiazdowe. Materiał wędrował w przestrzeń przez miliony lat, tworząc koncentryczne pierścienie wokół gwiazdy. Promienie X - wyprodukowane po wybuchu, gdy szok od supernowej uderzył w wiatr gwiazdowy i rozgrzał go do temperatury kilku milionów stopni - rozświetliły efekty 16 tysięcy lat gwiezdnej aktywności.

"Możemy wykorzystać światło rentgenowskie z SN 1979C jako "wehikuł czasu" do badania życia martwych gwiazd na długo przed ich wybuchem" - powiedział Immler. Szczegółowa analiza była możliwa tylko dlatego, że SN 1979C jeszcze nie wygasła. Naukowcy mają dorobek 25 lat danych w rozmaitych długościach fal, od radiowych przez optyczne i ultrafiolet do promieni X. Spekulują, iż obfitość gwiezdnego wiatru zapewniła wystarczająco dużo materiału, by utrzymać SN 1979C w pełni blasku przez długi czas.

Zespół uchwycił także przelotne promieniowanie ultrafioletowe od supernowej wykorzystując XMM-Newtona. Zdjęcie w ultrafiolecie niezależnie potwierdza analizę promieni X: materiał okołogwiazdowy - zajmujący obszar 25 razy większy od naszego Układu Słonecznego - ma względnie dużą gęstość 10 tysięcy atomów na centymetr sześcienny, lub inaczej około 1000 razy większą, niż wiatr pochodzący od naszego Słońca. Zdjęcie to ukazuje także M100 w nie oglądanych wcześniej szczegółach. "XMM-Newton jest wśród naukowców znany przede wszystkim jako najlepsze obserwatorium promieni X, lecz badania SN 1979C demonstrują ogromne zalety satelity mogącego równocześnie obserwować w zakresie ultrafioletowym i optycznym" - zwraca uwagę dr Norbert Schartel, Naukowiec Projektu XMM-Newton przy należącym do ESA, Europejskim Kosmicznym Centrum Astronomii (ang. European Space Astronomy Centre) w Hiszpanii.


20 lipca 2005
Źródło: ESA | Marek Weżgowiec

Liczba odsłon: 1740