Ako astronomické javy idú, supernovy patria medzi najzaujímavejšie a najúžasnejšie. K tomuto procesu dochádza, keď určité typy hviezd dosiahnu koniec svojej životnosti, keď vybuchnú a zahodia svoje vonkajšie vrstvy. Vďaka generáciám štúdií mohli astronómovia klasifikovať najčastejšie pozorované supernovy do jednej z dvoch kategórií (typ I a typ II) a určiť, ktoré druhy hviezd sú progenitormi každej z nich.
Astronómovia však doteraz nedokázali určiť, ktorý typ hviezdy nakoniec vedie k supernove typu Ic - špeciálnej triedy, kde hviezda po odstránení vodíka a hélia podlieha zrúteniu jadra. Ale vďaka úsiliu dvoch tímov astronómov, ktorí prešli archívnymi údajmi z internetu Hubbleov vesmírny teleskop, Vedci teraz našli dlho vyhľadávanú hviezdu, ktorá spôsobuje tento druh supernovy.
Predpokladá sa, že supernovy typu I sú výsledkom binárnych systémov pozostávajúcich z bieleho trpaslíka a sprievodnej hviezdy obiehajúcej tesne vedľa seba. Postupom času biely trpaslík začne sifónovať materiál od spoločníka, až kým sa nedosiahne kritická masa. Prebalený biely trpaslík potom zažije zrútenie jadra a exploduje v neuveriteľne jasnom výbuchu materiálu a energie.
V prípade supernov typu Ic, ktoré tvoria asi 20% hmotných hviezd, ktoré vybuchujú pri zrútení jadra, stratila hviezda svoju vonkajšiu vrstvu vodíka a väčšinu svojho hélia. Tieto hviezdy sú považované za jednu z najmasívnejších známych - s najmenej 30 slnečnými hmotami - a zostávajú jasné aj po zbavení vonkajších vrstiev. Bolo preto záhadou, prečo astronómovia nevideli jedného skôr, ako vyšli na supernovu.
Našťastie v roku 2017 bola supernova typu Ic pozorovaná vo vnútri zhluku mladých hviezd v špirálovej galaxii NGC 3938 vzdialenej približne 65 miliónov svetelných rokov. Počiatočný objav urobili astronómovia na observatóriách Tenagra v Arizone, ale oba tímy astronómov sa obrátili na Hubble určiť presnú polohu zdroja.
Prvý tím na čele so Schuylerom D. Van Dykom, vedúcim výskumných pracovníkov Centra pre infračervené spracovanie a analýzu (IPAC) spoločnosti Caltech, predstavil mladú supernovu v júni 2017 Hubbleovmu Širokouhlý fotoaparát 3 (WFC 3). Tento obrázok potom použili na lokalizáciu kandidáta na progenitora v archíve Hubble fotografie, ktoré boli urobené z NGC 3938 v decembri 2007.
Druhý tím pod vedením Charlesa Kilpatricka z Kalifornskej univerzity v Santa Cruz pozoroval supernovu v júni 2017 na infračervených snímkach pomocou jedného z 10 m ďalekohľadov na W.M. Observatórium Keck na Havaji. Tím potom analyzoval ten istý archív Hubble fotografie tímu Van Dyk, aby odhalili možný zdroj.
Oba tímy publikovali štúdie, ktoré naznačujú, že progenitor bol pravdepodobne modrý supergiant nachádzajúci sa v jednom zo špirálových ramien NGC 3938. Ako naznačil Van Dyk v nedávnej tlačovej správe NASA, „Nájdenie pravého predka supernovy IC je veľká cena hľadania progenitorov. Teraz máme prvýkrát jasne zistený kandidátsky objekt. “
Skutočnosť, že supernova (označená ako SN 2017ein) bola zistená predovšetkým, bola tiež celkom šťastná, ako vysvetlil Kilpatrick:
„Mali sme šťastie, že supernova bola nablízku a veľmi jasná, asi 5 až 10 krát jasnejšia ako iné supernovy typu Ic, čo mohlo predchodcu ľahšie nájsť. Astronómovia pozorovali veľa supernov typu Ic, ale sú príliš ďaleko na to, aby ich Hubble vyriešil. Potrebujete jednu z týchto masívnych, jasných hviezd v neďalekej galaxii, aby ste odišli. Vyzerá to, že väčšina supernov typu Ic je menej masívna, a preto menej jasná, a preto sme ich nedokázali nájsť. “
Na základe posúdenia pôvodcu oba tímy ponúkli dve možnosti na identifikáciu zdroja. Na jednej strane navrhli, že by to mohla byť jediná statná hviezda medzi 45 a 55 solárnymi hmotami, ktorá horí veľmi jasne a horko, čo spôsobí, že zhorí svoje vonkajšie vrstvy vodíka a hélia skôr, ako sa podrobí gravitačným kolapsom.
Druhou možnosťou bolo, že progenitor bol masívny binárny systém, ktorý bol tvorený hviezdou, ktorá bola medzi 60 a 80 slnečnými hmotami a spoločníkom, ktorý bol 48 slnečnými masami. V tomto scenári bola hmotnejšia hviezda jej spoločníkom zbavená vodíkových a héliových vrstiev predtým, ako explodovala ako supernova.
Druhá možnosť bola trochu prekvapením, pretože nie je to, čo astronómovia očakávajú na základe súčasných modelov. Pokiaľ ide o supernovy typu I, astronómovia očakávajú, že binárne systémy budú tvorené hviezdami s nižšou hmotnosťou, zvyčajne neutrónovou hviezdou s spoločníkom, ktorý opustil svoju hlavnú sekvenciu a rozšíril sa na červený obr.
Objav tohto progenitora preto vyriešil niečo tajomstva pre astronómov. Už nejaký čas vedeli, že supernovy typu Ic majú nedostatok vodíka a hélia a neboli si istí prečo. Jedným z možných vysvetlení bolo, že ich obnažil silný vietor nabitých častíc. Ale žiadny dôkaz o tom nebol nikdy nájdený.
Ďalšia možnosť spočívala v blízkom obiehaní binárnych párov, kde jedna hviezda bola zbavená vonkajších vrstiev skôr, ako vybuchla. V tomto prípade však zistili, že hviezda, ktorá bola zbavená materiálu, bola ešte dostatočne veľká, aby nakoniec vybuchla ako supernova typu Ic.
Ako Ori Fox, vedecký pracovník v inštitúte Space Telescope Science Institute (STSI) v Baltimore a člen tímu Van Dyk, vysvetlil:
„Rozdelenie týchto dvoch scenárov na výrobu supernov typu Ic ovplyvňuje naše chápanie hviezdneho vývoja a formovania hviezd, vrátane toho, ako sa masy hviezd rozdeľujú, keď sa narodia, a koľko hviezd sa tvorí v interakčných binárnych systémoch. A to sú otázky, ktoré chcú vedieť nielen astronómovia študujúci supernovy, ale všetci astronómovia sú po tom. “
Oba tímy tiež naznačili, že dokážu potvrdiť identitu progenitorovej hviezdy, kým supernova nezmizne asi za dva roky. V súčasnosti dúfajú, že využijú NASA James Webb Space Telescope (JWST), ktorý sa má uviesť na trh v roku 2021, aby sa zistilo, či je progenitor stále veľmi jasný (podľa očakávania), a robí presnejšie merania jeho jasu a hmotnosti.
Tento najnovší objav nielen vyplní niektoré diery v našich vedomostiach o tom, ako sa niektoré hviezdy správajú, keď dosiahnu koniec svojej hlavnej sekvencie, ale tiež poskytuje astronómom príležitosť dozvedieť sa viac o formovaní a vývoji hviezd v našom vesmíre. , Keď budú v nasledujúcich rokoch dostupné ďalekohľady budúcej generácie, astronómovia dúfajú, že do týchto otázok získajú dôležité informácie.
Štúdia, ktorú viedol Van Dyk s názvom „SN 2017ein a možná prvá identifikácia progenitora Supernovy typu Ic typu I“, sa objavila v The Astrofyzical Journal v júni. Druhá štúdia s názvom „Potenciálny progenitor supernovy typu Ic 2017 typu Ic“ sa objavila v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti tento rok v októbri.
