Umelecká koncepcia binárneho hviezdneho systému, ktorý produkuje opakujúce sa novy a nakoniec supernovy PTF 11kx. (Úver: Romano Corradi a Instituto de Astrofísica de Canarias)
Hoci sa už niekoľko desaťročí používajú ako „štandardné sviečky“ na meranie kozmickej vzdialenosti, supernovy typu Ia môžu byť výsledkom rôznych druhov hviezdnych systémov. Podľa najnovších pozorovaní tímu tímu Palomar Transient Factory v kalifornskom laboratóriu Berkeley.
Posudzovať vzdialenosti od intergalaktického priestoru odtiaľto na Zemi nie je ľahké. V rámci Mliečnej dráhy - a dokonca aj blízkych galaxií - sa môže svetlo emitované pravidelne pulzujúcimi hviezdami (nazývané Cepheidove premenné) použiť na určenie, ako ďaleko je oblasť vo vesmíre. Mimo našej miestnej skupiny galaxií však nie je možné jednotlivé hviezdy rozlíšiť, a tak aby sme zistili, ako ďaleko sú galaxie vzdialené, astronómovia sa naučili používať svetlo od oveľa jasnejších objektov: Typ Ia supernovy, ktorý môže vzplanúť s brilanciou rovnajúcou sa 5 miliardám Slnka.
Supernovy typu Ia sú tvorené špeciálnym párom dvoch hviezd obiehajúcich jeden druhého: jeden superhustý biely trpaslík, ktorý kreslí od spoločníka, až kým sa nedosiahne kritická hmota - asi o 40% hmotnejšia ako Slnko. Preplnený biely trpaslík náhle podlieha rýchlej sérii termonukleárnych reakcií, ktoré vybuchujú v neuveriteľne jasnom výbuchu materiálu a energie ... maják viditeľný po celom vesmíre.
Pretože sa zistilo, že energia a jas supernov typu Ia sú rovnako podobné, vzdialenosť sa dá merať podľa ich zjavnej jasnosti pri pohľade zo Zeme. Ak je stmievač pozorovaný, tým ďalej je jeho galaxia. Na základe tejto zdanlivo univerzálnej podobnosti sa predpokladalo, že tieto supernovy musia byť vytvorené vo veľmi podobných situáciách ... najmä preto, že žiadne neboli priamo pozorované - doteraz.
Medzinárodný tím astronómov pracujúci na spoločnom prieskume spoločnosti Palomar Transient Factory prvýkrát pozoroval hviezdny pár vytvárajúci supernovu typu Ia - nazývaný progenitorový systém - nachádza sa v súhvezdí Lynx. Systém s názvom PTF 11kx, ktorý sa odhaduje na približne 600 miliónov svetelných rokov ďalej, obsahuje bieleho trpaslíka a hviezdu červeného obra, čo je väzba, ktorá nebola pozorovaná v predchádzajúcich (hoci nepriamych) pozorovaniach.
"Je celkom prekvapujúce, keď zistíme, že termonukleárne supernovy, ktoré sa všetky zdajú také podobné, pochádzajú z rôznych druhov hviezd," hovorí Andy Howell, vedecký pracovník globálnej teleskopickej siete v Las Cumbres (LCOGT) a spoluautor knihy publikácia publikovaná v 24. vydaní Science. "Ako by tieto udalosti mohli vyzerať tak podobné, keby mali rôzny pôvod?"
Počiatočné pozorovania PTF 11kx umožnil robotický ďalekohľad namontovaný na 48-palcovom teleskopu Samuel Oschin na kalifornskom observatóriu Palomar, ako aj vysokorýchlostný dátový tok poskytovaný NSF, NASA a ministerstvom energetiky. Supernova bola identifikovaná 16. januára 2011 a podporená nasledujúcimi spektrografickými údajmi z Lick Observatory, po ktorých nasledovali okamžité „núdzové“ pozorovania s Keck Telescope na Havaji.
"V podstate sme pozvali spolu pozorovateľa UC a prerušili sme ich pozorovania, aby sme získali časovo kritické spektrá," uviedol Peter Nugent, vedecký pracovník Národného laboratória Lawrence Berkeley a spoluautor na papieri.
Keckove pozorovania ukázali, že post-supernovový systém PTF 11kx obsahuje pomaly sa pohybujúce oblaky plynu a prachu, ktoré nemohli pochádzať z nedávnej udalosti supernovy. Namiesto toho musia oblaky - ktoré v Lickových spektrografických údajoch zaznamenali vysoký obsah vápnika - pochádzať z predchádzajúcej udalosti nova, pri ktorej biely trpaslík krátko zapálil a odhodil vonkajšiu vrstvu svojej atmosféry. Tento rozširujúci sa oblak sa potom spomaľoval, pravdepodobne v dôsledku hviezdneho vetra od sprievodného červeného obra.
(Aký je rozdiel medzi novou a supernovou? Prečítajte si STEREO agentúry NASA Spots a New Nova)
Nakoniec spomaľujúci oblak nova bol ovplyvnený rýchlo sa rozvíjajúcim výbuchom zo supernovy, o čom svedčí náhly výbuch vápnikového signálu, ktorý sa postupne zmenšoval za dva mesiace od januárovej udalosti. Tento výbuch vápnika bol v skutočnosti supernovou, ktorá zasiahla novu a spôsobila jej „rozsvietenie“.
Pozorovania PTF 11kx ukazujú, že supernova typu Ia môcť vyskytujú sa v progenitorových systémoch, kde biely trpaslík podstúpil nové erupcie, možno opakovane - scenár, o ktorom si mnohí astronómovia predtým mysleli, že sa nemôže stať. To by mohlo dokonca znamenať, že PTF 11kx je úplne nový druh supernovy typu Ia, hoci bol predtým neviditeľný a zriedkavý, nie jedinečný.
Čo znamená, že naše kozmické „štandardné sviečky“ môžu potrebovať úpravu ich knôtov.
"Vieme, že supernovy typu 1a sa mierne líšia od galaxie k galaxii, a my sme ju kalibrovali, ale toto pozorovanie PTF 11kx poskytuje prvé vysvetlenie, prečo sa to stane," uviedol Nugent. „Tento objav nám dáva príležitosť vylepšiť a zlepšiť presnosť našich kozmických meraní.“
Zdroj: Zpravodajské stredisko Berkeley Lab
Inset images: Pozorovanie PTF 11 kx (BJ Fulton, globálna teleskopická sieť observatória v Las Cumbres) / 48-palcová dalekohľad Samuel Oschin Telescope v Palomar Observatory. Video: Romano Corradi a Instituto de Astrofísica de Canarias
