Už takmer sto rokov astronómovia študujú supernovy s veľkým záujmom. Tieto zázračné udalosti sa dejú vtedy, keď hviezda vstúpi do konečnej fázy svojej životnosti a zrúti sa, alebo ju stripuje sprievodná hviezda jej vonkajších vrstiev až do bodu, keď dôjde k jej zrúteniu. V obidvoch prípadoch táto udalosť zvyčajne vedie k veľkému uvoľneniu materiálu niekoľkokrát, ako je hmotnosť nášho Slnka.
Medzinárodný tím vedcov však bol nedávno svedkom supernovy, ktorá bola prekvapivo slabá a stručná. Ich pozorovania naznačujú, že supernova bola spôsobená neviditeľným spoločníkom, pravdepodobne neutrónovou hviezdou, ktorá obnažila svojho spoločníka s materiálom, čo spôsobilo, že sa zrútila a prešla supernova. Preto je to prvýkrát, čo vedci zažili vznik kompaktného binárneho systému neutrónovej hviezdy.
Štúdia s názvom „Horúca a rýchla ultratenká supernova, ktorá pravdepodobne vytvorila kompaktný binárny neutrónový hviezda“, sa nedávno objavila v časopise. veda, Štúdiu viedla Kishalay De, postgraduálna študentka Astrofyziky na Caltechovom oddelení, a zahrnula členov z NASA Goddard Space Flight Center a Jet Propulsion Laboratory, Weizmann Institute of Science, Max Planck Institute for Astrofhysics, Lawrence Berkeley National Laboratory a viac univerzít a observatórií.
Výskum tímu sa uskutočnil predovšetkým v laboratóriu Mansi Kasliwal, pomocného profesora astronómie v Caltechu a spoluautora štúdie. Je tiež hlavnou výskumnou pracovníčkou projektu Global Relay of Observatories Watching Transient Happen (GROWTH), ktorý je medzinárodnou astronomickou spoluprácou zameranou na štúdium fyziky prechodných (krátkodobých) udalostí - tj supernovy, neutrónové hviezdy, čierna. fúzie otvorov a asteroidy v blízkosti zeme.
Kvôli štúdiu tím pozoroval udalosť supernovy známu ako iPTF 14gqr, ktorá sa objavila na okraji špirálovej galaxie asi 920 miliónov svetelných rokov od Zeme. V priebehu svojich pozorovaní si všimli, že výsledkom supernovy bolo uvoľnenie porovnateľne malého množstva hmoty - asi jednej pätiny hmoty Slnka. Bolo to celkom prekvapenie, ako uviedol Kasliwali v nedávnej tlačovej správe spoločnosti Caltech:
„Videli sme zrútenie jadra tejto masívnej hviezdy, ale videli sme pozoruhodne malú hmotu vyhodenú. Hovoríme tomu ultrapruhovaná obálka supernova a už dlho sa predpokladalo, že existujú. Toto je prvýkrát, čo sme presvedčivo videli zrútenie veľkej hviezdy, ktorá je taká bez hmoty. “
Táto udalosť bola neobvyklá, pretože aby sa hviezdy mohli zrútiť, ich jadrá musia byť vopred obalené obrovským množstvom materiálu. To vyvolalo otázku, kam by mohla zmiznúť hmota s chýbajúcimi hviezdami. Na základe ich pozorovaní určili, že kompaktný spoločník (buď biely trpaslík, alebo neutrónová hviezda) ho musí v priebehu času sifónovať.
Tento scenár vedie k supernovy typu I, ktoré sa vyskytujú v binárnom systéme pozostávajúcom z neutrónovej hviezdy a červeného obra. V tomto prípade tím nemohol spozorovať spoločníka neutrónovej hviezdy, ale usúdil, že sa musel vytvoriť na obežnej dráhe s druhou hviezdou, čím vytvoril pôvodný binárny systém. V skutočnosti to znamená, že pozorovaním iPTF 14gqr sa tím stal svedkom narodenia binárneho systému zloženého z dvoch kompaktných neutrónových hviezd.
A čo viac, skutočnosť, že tieto dve neutrónové hviezdy sú tak blízko seba, znamená, že sa nakoniec zlúčia do udalosti podobnej tej, ktorá sa odohrala v roku 2017. Táto fúzia, známa ako „kilonova udalosť“, bola prvou kozmickou udalosťou, ktorá mala byť pri pohľade v gravitačných aj elektromagnetických vlnách. Následné pozorovania tiež naznačili, že fúzia pravdepodobne viedla k vytvoreniu čiernej diery.
Toto vytvára príležitosti pre budúce prieskumy, ktoré budú sledovať iPTF 14gqr, aby zistili, či vyplynie ďalšia udalosť kilonova, a vytvorí ďalšiu čiernu dieru. Navyše to, že tím bol schopný túto udalosť vôbec pozorovať, bolo celkom šťastné, keďže tieto javy sú zriedkavé (predstavujú iba 1% udalostí supernovy) a krátkodobé. Ako De vysvetlil:
„Potrebujete rýchle prechodné prieskumy a dobre koordinovanú sieť astronómov na celom svete, aby ste skutočne zachytili počiatočnú fázu supernovy. Bez údajov v detstve by sme nemohli dospieť k záveru, že explózia musela vzniknúť v kolapsu jadra mohutnej hviezdy s obalom asi 500-násobkom polomeru slnka. “
Túto udalosť prvýkrát zistilo observatórium Palomar ako súčasť priebežnej továrne na prechodné Palomar (iPTF) - vedeckej spolupráce, pri ktorej observatóriá na celom svete monitorujú vesmír pre krátkodobé kozmické udalosti, ako sú supernovy. Vďaka nočným prieskumom iPTF dokázal Palomar ďalekohľad pozorovať iPTF 14gqr veľmi krátko po tom, čo prešiel supernovou.
Spolupráca tiež zabezpečila, že akonáhle ju Palomar Telescope už nemohol vidieť (z dôvodu rotácie Zeme), ďalšie observatóriá boli schopné ho sledovať a sledovať jeho vývoj. Pri pohľade do budúcnosti bude Zwicky prechodné zariadenie (ktoré je nástupcom Palomarského observatória pre iPTF) vykonávať častejšie a rozsiahlejšie prieskumy oblohy a dúfajú, že zaznamená viac týchto zriedkavých udalostí.
Tieto prieskumy v koordinácii s následným úsilím sietí ako GROWTH umožní astronómom študovať vývoj kompaktných binárnych systémov. To povedie k väčšiemu porozumeniu nielen toho, ako tieto objekty interagujú, ale tiež poskytne lepší prehľad o tom, ako sa tvoria gravitačné vlny a určité typy čiernych dier.
