Za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a astronomowie odkryli gwiezdnego towarzysza rzadkiego typu supernowej. Obserwacja ta potwierdza teorię, zgodnie z którą eksplozja pochodzi z układu podwójnego. W układzie takim jedna gwiazda zaopatruje się w paliwo pochodzące z utraty masy jej towarzysza. To pierwsze odkrycie, dzięki któremu astronomowie byli w stanie określić jakie właściwości musi posiadać gwiezdny towarzysz supernowej typu IIb. Naukowcy mogli także oszacować jasność oraz masę gwiazdy po eksplozji, co rzuciło światło na warunki jakie panowały przed wybuchem.

Masywniejsza gwiazda układu podwójnego prawdopodobnie traci przed wybuchem większość pierwotnej powłoki wodorowej. Problem polega na tym, że dotychczasowe bezpośrednie obserwacje przewidywanego towarzysza były utrudnione, ponieważ jest on bardzo słaby w porównaniu z supernową” – powiedział główny badacz Ori Fox z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.

Astronomowie szacują, że co sekundę gdzieś we Wszechświecie gaśnie jedna supernowa. Nadal jednak nie rozumieją w pełni jak gwiazdy wybuchają. Odkrycie gwiezdnego towarzysza, niczym odnalezienie dowodu zbrodni, dostarcza cennych wskazówek odnośnie różnych supernowych we Wszechświecie. „To jest jak miejsce zbrodni, a my wreszcie zidentyfikowaliśmy przestępcę” – zażartował członek zespołu Alex Filippenko, profesor astronomii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. „Gwiezdny towarzysz ukradł trochę wodoru zanim główna gwiazda eksplodowała”.

Eksplozja miała miejsce w galaktyce M81, która jest oddalona od Ziemi o 11 mln lat świetlnych w kierunku konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy. Światło z wybuchu supernowej zostało zarejestrowane po raz pierwszy w 1993 r. a obiekt nazwano SN 1993J. Stanowił on najbliższy znany przykład tego typu supernowej, zwanego typem IIb, ze względu na szczególne cechy eksplozji. W ciągu ostatnich dwóch dekad, astronomowie poszukiwali podejrzanego towarzysza myśląc, że zginął w blasku szczątkowej łuny powstałej po wybuchu.

Obserwacje dokonane w 2004 r. w Obserwatorium Kecka na Mauna Kea, na Hawajach ukazały poszlaki dotyczące cech widma absorpcyjnego, które mogły pochodzić od hipotetycznego towarzysza. Pole widzenia było jednak tak zatłoczone, że astronomowie nie byli pewni czy linie widma absorpcji pochodzą od towarzysza czy może od innych gwiazd, znajdujących się na kierunku obserwacji SN 1993J. „Dotychczas, nikt nie był w stanie bezpośrednio wykryć blasku gwiazdy, zwanego kontinuum emisji” – powiedział Fox.

Gwiezdny kamrat jest tak gorący, że tzw. kontinuum blasku znajduje się w dużej mierze w świetle ultrafioletowym (UV), które można wykryć tylko ponad pochłaniającą je ziemską atmosferą. „Udało nam się uzyskać spektrum UV z Hubble’a. To jednoznacznie pokazuje, że mamy nadmiar emisji kontinuum w UV, nawet po uwzględnieniu i odjęciu światła innych gwiazd” – powiedział członek zespołu Azalee Bostroem z STScI w Baltimore, w stanie Maryland.

Kiedy masywna gwiazda osiąga kres swojego życia, spala całą materię, a jej żelazne jądro zapada się. Wydostająca się na zewnątrz materia jest postrzegana jako supernowa. We Wszechświecie jest wiele różnych typów supernowych. Uważa się, że niektóre eksplodowały z jednej gwiazdy. Inne pojawiły się w układzie podwójnym składającym się z normalnej gwiazdy oraz białego karła, albo nawet dwóch białych karłów. Osobliwym typem supernowej jest typ IIb, który łączy w sobie cechy eksplozji w układzie podwójnym z tym, co jest obserwowane podczas wybuchu pojedynczej masywnej gwiazdy. SN 1993J oraz inne supernowe tego typu są niezwykłe ponieważ w ich eksplozji nie obserwuje się dużych ilości wodoru. Kluczowe pytanie brzmi: Jak SN 1993J straciła swój wodór? W modelu dla supernowej typu IIb główna gwiazda traci większość zewnętrznej otoczki wodorowej na rzecz swojego towarzysza, który kontynuuje spalanie jako bardzo gorąca helowa gwiazda.

Kiedy po raz pierwszy zidentyfikowałem SN 1993J jako supernową typu IIb, miałem nadzieję, że pewnego dnia będziemy w stanie wykryć jej podejrzanego towarzysza” – powiedział Filippenko. „Nowe dane z teleskopu Hubble’a sugerują, że w końcu dokonaliśmy tego, potwierdzając wiodący model dla supernowych typu IIb”.

Zespół połączył dane naziemne w świetle optycznym i obrazy z dwóch instrumentów Hubble’a służących do zbierania światła ultrafioletowego. Następnie stworzyli spektrum wielu długości fal, które przewidziano w blasku gwiezdnego towarzysza. Fox, Filippenko i Bostroem zapewniają, że przyszłe badania będą dotyczyć doprecyzowania cech gwiazdy oraz pozwolą ostatecznie wykazać jej istnienie.

Autor

Katarzyna Więcek