Simulácia s vysokým rozlíšením galaxie, ktorá je hostiteľom supersvietiacej supernovy a jej chaotického prostredia v ranom vesmíre. Úver: Adrian Malec a Marie Martig (Swinburne University)
Niektoré z najskorších hviezd boli masívne a krátko žijúce, určené na ukončenie života pri obrovských výbuchoch. Astronómovia odhalili niektoré z najskorších a najvzdialenejších z týchto explodujúcich hviezd, ktoré sa nazývajú „supersvetelné“ supernovy - hviezdne explózie 10 až 100-krát jasnejšie ako iné typy supernov. Duo pripravuje rekord pre najďalej vzdialenejšiu supernovu, ktorá bola doteraz odhalená, a ponúka stopy o veľmi skorom vesmíre.
"Svetlo týchto supernov obsahuje podrobné informácie o detstve Vesmíru v čase, keď niektoré z prvých hviezd stále kondenzujú z vodíka a hélia vytvoreného Veľkým treskom," uviedol Dr. Jeffrey Cooke, astrofyzik z Swinburne University of Technology v Austrálii, ktorej tím objavil.
Tím použil kombináciu údajov z Kanada-Francúzsko-Havajský ďalekohľad a Keck 1 Telescope, ktoré sa nachádzajú na Havaji.
"Typ supernov, ktorý sme našli, je mimoriadne zriedkavý," uviedol Cooke. „V skutočnosti bol pred našou prácou objavený iba jeden. Tento konkrétny druh supernovy je výsledkom smrti veľmi masívnej hviezdy (asi 100 - 250-krát väčšej ako naše Slnko) a exploduje úplne iným spôsobom ako iné supernovy. Objavovanie a skúmanie týchto udalostí nám poskytuje pozorovacie príklady, aby sme im lepšie porozumeli a chemikáliám, ktoré sa po smrti dostanú do vesmíru. “
Super svietiace supernovy boli objavené len pred niekoľkými rokmi a sú zriedkavé v blízkom vesmíre. Ich pôvod nie je dobre známy, ale predpokladá sa, že k ich malej podskupine dôjde, keď extrémne masívne hviezdy, 150 až 250-krát hmotnejšie ako naše Slnko, podstúpia jadrový výbuch vyvolaný konverziou fotónov na páry elektrón-pozitrón. Tento proces je úplne odlišný od všetkých ostatných typov supernov. Očakáva sa, že k takýmto udalostiam dochádza častejšie v ranom vesmíre, keď sa častejšie vyskytovali obrovské hviezdy.
Toto a extrémne jasnosť týchto udalostí povzbudili Cookeho a jeho kolegov k tomu, aby hľadali supersvietivé supernovy pri redshifts, z, väčšom ako 2, keď bol vesmír menej ako štvrtina jeho súčasného veku.
"Použili sme LRIS (Zobrazovací spektrometer s nízkym rozlíšením) na Keck I, aby sme dostali hlbokú spektroskopiu na potvrdenie redshifts hostiteľa a na hľadanie neskorej emisie zo supernov," uviedol Cooke. „Počiatočné detekcie sa našli v poliach CFHT Legacy Survey Deep. Svetlo zo supernov sem prišlo na Zem pred 4 až 6 rokmi. Na potvrdenie ich vzdialeností musíme získať spektrum hostiteľských galaxií, ktoré sú veľmi slabé kvôli svojej extrémnej vzdialenosti. To umožnila veľká clona Keck a vysoká citlivosť LRIS. Niektoré supernovy majú navyše dostatočne jasné emisné vlastnosti, ktoré pretrvávajú roky potom, ako vybuchnú. Hlboká Keckova spektroskopia je schopná tieto línie zistiť ako ďalší prostriedok na potvrdenie a štúdium. “
Cooke a spolupracovníci prehľadávali veľký objem vesmíru na z rovnom alebo väčšom ako 2 a našli dva supersvietiace supernovy pri redshiftoch 2,05 a 3,90 - prekonali predchádzajúci supernovský redshift 2,36 a znamenali produkciu miera super-svetelných supernov pri týchto červených posunoch najmenej 10-krát vyššia ako v blízkom vesmíre. Aj keď zo spektra týchto dvoch objektov je nepravdepodobné, že ich progenitori patrili medzi prvú generáciu hviezd, súčasné výsledky naznačujú, že detekcia týchto hviezd nemusí byť ďaleko od nášho pochopenia.
Detekcia prvých hviezd nám umožňuje oveľa väčšie porozumenie prvých hviezd vo vesmíre, povedal Cooke.
"Krátko po Veľkom tresku bol vo vesmíre iba vodík a hélium," uviedol. „Všetky ostatné prvky, ktoré dnes vidíme okolo nás, ako napríklad uhlík, kyslík, železo a kremík, boli vyrobené v jadrách hviezd alebo počas výbuchov supernovy. Prvé hviezdy, ktoré sa vytvorili po Veľkom tresku, položili rámec pre dlhý proces obohacovania vesmíru, ktorý nakoniec vytvoril rozmanitú skupinu galaxií, hviezd a planét, ktoré dnes vidíme okolo nás. Naše objavy sondujú skorý čas vo vesmíre, ktorý sa prekrýva s časom, ktorý očakávame, že uvidíme prvé hviezdy. “
Zdroje: Keck Observatory, Nature
