Predsmrteľný záchvev supernovy KSN 2011d

Umelecká podoba shock wave hviezdy KSN 2011d (sciencedaily.com)

Medzinárodný tím astronómov pod vedením profesora astrofyziky Petera Garnaviche z Univerzity Notre Dame, Indiana, USA, zachytil dve budúce supernovy typu II tesne pred výbuchom.

Supernovy typu II sú hmotné hviezdy na konci životnej etapy, ktoré vyčerpali termonukleárny palivo vo svojich vnútrach a rúca sa.

Supernovy typu II definujeme ako záverečný akt v živote hmotných hviezd. Ak hviezdam dôjde jadrové palivo, začína víťaziť gravitácia. Avšak na to, aby hviezdy explodovali do supernov, závisí od jedného parametru, hmotnosti. Musia byť hmotnejšie ako 3 hmotnosti Sĺnk, aby gravitácia tlačiaca na jadro hviezdy bola tak silná, že sa odpáli nevídaný ohňostroj. Výkon priemerných (existujú aj výkonnejšie supernovy, takzvané hypernovy) supernov sa vyrovná výkonnosti 10 miliard Sĺnk.

Nájsť supernovu tesne pred explóziou je často tak zložité, ako hľadať ihlu v kope sena.

Vedci s pomocou legendárneho Keplerovho teleskopu nasnímali 500 galaxií, v ktorých bolo sústredených cca 50 biliónov hviezd. V takomto masívnom merítku vieme „bojovať“ s málo pravdepodobnými javmi.

Prvý úlovok, pomenovaný KSN 2011a, bola hviezda, ktorá mala priemer 300 krát väčší ako Slnko a od nás sa nachádzala 700 miliónov svetelných rokov.

Druhá supernova sa nachádzala ešte ďalej. Jej priemer bol 500 krát väčší, ako má naša hviezda, a vzdialenosť od nás 1,2 miliard svetelných rokov.

P. M. Garnavich, B. E. Tucker, A. Rest, E. J. Shaya, R. P. Olling, D. Kasen, A. Villar: Shock Breakout and Early Light Curves of Type II-P Supernovae Observed with Kepler (arxiv.org)

Supernovy v očakávaní

Ako sme spoznali, že dôjde k supernovam?

Stalo sa tak na základe takzvaného javu shock breakout/wave.

Teleskop Kepler a jeho zorné pole v rámci jeho pôvodnej misie (space.com)

Definujeme to ako krátke impulzívne zjasnenie, viditeľné na svetelnej krivke. Zvyčajne po pár desiatok minútach dochádza k samotnej supernove.

Šoková vlna bola prvýkrát pozorovaná vďaka Keplerovmu teleskopu na viditeľnej časti elektromagnetického žiarenia. Ffyzikálne vzniká vtedy, ak v momente, kedy začína vyhrávať gravitácia a jadro kolabuje pod náporom vonkajších vrstiev hviezdy, dôjde k vytvoreniu rázovej vlny, ktorá putuje k povrchu hviezdy a rozpúta plazmové jety. Rozohriata ionizovaná plazma vysiela röntgenové a ultrafialové žiarenie. A práve to vieme zachytiť pár minút pred jagavým divadlom.

U bližšej hviezdy sme síce pozorovali šokovou vlnu, ale supernova nebola zaznamenaná. Vysvetlením môže byť vysoká hustota okolitých medzihviezdnych mračien, ktoré zaclonili supernovu.

Pri vzdialenejšej hviezdy sme pozorovali aj šokovú vlnu, aj samotnú supernovu.

Zmienené supernovy Keplerov teleskop zaznamenal v roku 2011. Štúdium obrovského množstva dát ale trvá. Trvalo minimálne 5 rokov, pokým z takmer nekonečného prúdu dát od začiatku Keplerovej misie našli a potvrdili famózny úlovok.

Zdroje:
Astrophysicists catch two supernovae at the moment of explosion (sciencedaily.com)
First Supernova Shock Wave Image Snapped by Planet-Hunting Telescope (space.com)
Astronomers glimpse supernova shockwave (phys.org)