Supernova je zriedkavá a úžasná udalosť. Pretože k týmto intenzívnym výbuchom dochádza iba vtedy, keď masívna hviezda dosiahne konečnú fázu svojej evolučnej životnosti - keď vyčerpá všetko svoje palivo a podstúpi zrútenie jadra - alebo keď biely trpaslík v dvojhviezdovom systéme spotrebuje svojho spoločníka, bude schopný svedčiť, že jeden je celkom privilégium.
Ale nedávno bol medzinárodný tím astronómov svedkom niečoho, čo môže byť ešte zriedkavejšie - udalosť supernovy, ktorá sa zdala byť spomalená. Zatiaľ čo supernova tohto druhu (typ SN Ibn) sa typicky vyznačuje rýchlym vzostupom maximálneho jasu a rýchlym poklesom, táto konkrétna supernova trvalo bezprecedentne dlho na dosiahnutie maximálneho jasu a potom pomaly vybledla.
Výskumný tím - ktorý zahŕňal členov z Veľkej Británie, Poľska, Švédska, Severného Írska, Holandska a Nemecka - preštudoval štúdium udalosti typu Ibn známej ako OGLE-2014-SN-13. Predpokladá sa, že tieto typy výbuchov sú dôsledkom veľkých hviezd (ktoré stratili svoju vonkajšiu obálku vodíka), ktoré prechádzajú zrútením jadra, a ktorých ejektúra interaguje s oblakom obehového materiálu bohatého na hélium (CSM).
Štúdiu viedol Emir Karamehmetoglu z Centra Oskara Kleina na Štokholmskej univerzite. Ako povedal časopisu Space Magazine e-mailom:
„Supernovy typu Ibn sú považované za výbuchy veľmi masívnych hviezd, ktoré sú obklopené hustou oblasťou s mimoriadne bohatým materiálom bohatým na hélium. Existenciu tohto hélia odvodzujeme prostredníctvom prítomnosti úzkych emisných čiar hélia v optických spektrách. Tiež sme presvedčení, že v bezprostrednom okolí hviezdy je veľmi málo vodíka, ak vôbec nejaký, pretože ak by tam bol, v spektrách by sa ukázal oveľa silnejší ako hélium. Ako si viete predstaviť, tento druh konfigurácie je veľmi zriedkavý, pretože vodík je zďaleka najhojnejším prvkom vo vesmíre. “
Ako už bolo uvedené, supernova typu Ibn sa vyznačuje náhlym a dramatickým zvýšením ich jasu, potom rýchlym poklesom. Avšak pri pozorovaní OGLE-2014-SN-131, ktoré zistili 11. novembra 2014 pomocou experimentu optického gravitačného šošovky (OGLE) na Astronomickom observatóriu Varšavskej univerzity, boli svedkami niečo úplne iného.
"OGLE-2014-SN-131 bol iný, pretože trvalo takmer 50 dní v porovnaní s typickejším ~ 1 týždňom, kým sa rozsvietil," uviedol Karamehmetoglu. "Potom to tiež klesalo relatívne pomaly." Skutočnosť, že to trvalo niekoľkokrát dlhšie, ako je obvyklé zvýšenie maximálneho jasu, ktorý je na rozdiel od akéhokoľvek iného Ibn, ktorý bol predtým skúmaný, z neho robí veľmi jedinečný objekt. “
Vďaka údajom získaným systémom OGLE-IV Transient Detection System boli schopní umiestniť OGLE-2014-SN-131 vo vzdialenosti približne 372 ± 9 megaparsec (1183,95 až 1242,66 miliónov svetelných rokov) od Zeme. Potom nasledovali fotometrické pozorovania s použitím ďalekohľadu OGLE na observatóriu Las Campanas v Čile a optického detektora blízkeho infračerveného detektora (GROND) v observatóriu La Silla.
Tím tiež získal spektroskopické údaje pomocou nového technologického teleskopu ESO (NTT) v La Silla a veľmi veľkého ďalekohľadu (VLT) na observatóriu Paranal (obidve sa nachádzajú v Čile). Okrem nezvyčajne dlhej doby nábehu kombinované údaje tiež naznačujú, že supernova mala neobvykle širokú svetelnú krivku. Na vysvetlenie tohto všetkého uvažoval tím niekoľko možností.
Za začiatok považovali štandardné rádioaktívne modely rozpadu, o ktorých je známe, že poháňajú svetelné lúče väčšiny ostatných supernov typu I a typu II. Tieto však nemohli zodpovedať za to, čo pozorovali pri OGLE-2014-SN-131. Začali preto uvažovať o exotickejších scenároch, medzi ktoré patrila energia privádzaná od mladej, rýchlo sa točiacej neutrónovej hviezdy (tiež známej ako magnetar).
Aj keď tento model vysvetľuje správanie OGLE-2014-SN-131, bol obmedzený v tom, že ešte nie je známe, aké okolnosti by boli potrebné na vyvolanie magnetaru. Preto Karamehmetoglu a jeho tím zvážili aj možnosť, že výbuchy môžu byť vyvolané otrasmi, ktoré vznikli interakciou vyhadzovaného materiálu zo supernovy s CSM bohatým na hélium.
Vďaka spektrálnym údajom získaným od NTT a VLT vedeli, že takýto materiál existuje okolo hviezdy, a model bol preto schopný reprodukovať pozorované správanie. Ako Karamehmetoglu vysvetlil, z tohto dôvodu uprednostňujú tento model pred ostatnými:
„V tomto scenári je dôvod, prečo sa OGLE-2014-SN-131 líši od iných typov Ibn SNe, kvôli neobvykle masívnej povahe jej progenitorovej hviezdy. Veľmi masívna hviezda, medzi 40 až 60-krát väčšou hmotnosťou nášho Slnka, ktorá sa nachádza v galaxii s nízkou kovovou hmotnosťou, pravdepodobne spôsobila vznik tohto SN vyhnaním veľkého množstva hmoty bohatej na hélium a potom nakoniec vybuchla ako SN. “
Okrem toho, že ide o jedinečnú udalosť, táto štúdia má tiež niektoré drastické implikácie pre astronómiu a štúdium supernov. Vďaka detekcii OGLE-2014-SN-131 majú všetky budúce modely, ktoré sa snažia vysvetliť, ako forma supernov typu Ibn, teraz prísne obmedzenia. Súčasne majú astronómovia existujúci model, aby zvážili, či a kedy sú svedkami iných supernov, ktoré vykazujú obzvlášť dlhé doby stúpania.
Pri pohľade do budúcnosti je to presne to, čo Karamehmetoglu a jeho kolegovia dúfajú. "V našom ďalšom úsilí budeme študovať ďalšie, menej zriedkavé typy SN, ktoré majú dlhé doby nábehu, a preto sú pravdepodobne tvorené veľmi hmotnými hviezdami," uviedol. "Budeme využívať výhody porovnávacích rámcov, ktoré sme vyvinuli pri štúdiu OGLE-2014-SN-131."
Vesmír nás opäť naučil, že dva z dôležitejších aspektov vedeckého výskumu sú adaptabilita a záväzok neustáleho objavovania. Keď veci nezodpovedajú existujúcim modelom, vyvíjajte nové a testujte ich!
