Szybka supernowa odkrywa swoje tajemnice

Astronomowie odkryli 72 "szybkie i wściekłe" eksplozje, prawdopodobnie wybuchy supernowych ukrytych w kokonach wyrzucanego gazu.

Astronomowie odkrywają tajemnice rzadkiego gwiezdnego wybuchu. Fast-evolving luminous transients (FELT)  są prawie tak energetyczne, jak regularne eksplozje supernowych, jednak powstają i znikają znacznie szybciej. Ponieważ zdarzenia te są tak krótkie, w zasadzie unikały wykrycia aż do czasu dużych, automatycznych przeglądów nieba. W ciągu ostatniej dekady kilkadziesiąt z tych „szybkich supernowych” zostało zauważonych i wysunięto kilka hipotez, czym one mogą być: od rozbłysków gamma przez wybuchy termojądrowe po gwiezdne detonacje.

Przegląd Dark Energy Survey wykrył teraz 72 niesamowite eksplozje w odległych galaktykach – największy dotąd zbiór, dzięki Dark Energy Camera zamontowanej na 4-metrowym Blanco Telescope w Cerro Tololo Inter-American Observatory w Chile. Lider zespołu Miika Pursiainen zaprezentował odkrycie 3 kwietnia podczas Europejskiego Tygodnia Astronomii i Nauki Kosmicznych 2018 w Liverpoolu. Czas trwania szybkich supernowych zawierał się w czasie między jednym tygodniem a jednym miesiącem, podczas gdy tradycyjna supernowa potrzebuje kilku miesięcy, nim przestanie być widoczna.

Na podstawie danych z przeglądu Pursiainen i jego koledzy wywnioskowali, że emisja z typowego FELT pochodzi od gorącej, rozszerzającej się powłoki materii – prawdopodobnie gęstego kokonu wokół wybuchającej gwiazdy. Powłoka może mieć kilka do stu jednostek astronomicznych szerokości oraz temperaturę pomiędzy 10 000 a 30 000<sup>o</sup>C. 

Ostatnio teleskop kosmiczny Keplera dokładnie mierzył jasność jednego konkretnego FELT, znanego jako KSN 2015K (piszemy o tym tutaj) co 30 minut przez okres trzech tygodni. Dokładna krzywa blasku umożliwiła Armin Rest i jego zespołowi zdecydowanie wykluczyć szereg możliwych scenariuszy tego zdarzenia. Według astronomów jedyny konkretny model zakłada olbrzymią gwiazdę wyrzucającą potężne ilości gazu i pyłu przed pojawieniem się supernowej. Kiedy gwiazda eksploduje, jej zewnętrzne warstwy wtapiają się w gruby kokon, zamieniając większość energii kinetycznej w ciepło i światło.

Ponieważ krzywe blasku 72 zdarzeń znalezionych przez zespół Pursiainena mają tylko kilka punktów danych, nie jest jasne, czy ten sam model odnosi się do wszystkich z nich. Model kokonu jest bardzo atrakcyjny, jednak astronomowie mają więcej pracy do wykonania, zanim będą mogli być pewni, że scenariusz ten wyjaśnia wszystkie obserwowalne cechy tej próbki. Przyszłe obserwacje DES ukażą więcej FELTów a badanie większej liczby z pewnością pomoże w wyjaśnieniu ich prawdziwej natury. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
“Fast Supernovae” Begin to Reveal Their Secrets

Na zdjęciu: Jeden z 72 FELTów obserwowanych przez Dark Energy Survey. Źródło: M. Pursiainen / University of Southampton and DES collaboration