Astronomowie znaleźli dowód na istnienie kokonu gorącej materii, która otacza relatywistyczny jet wyrzucany z umierającej gwiazdy. Jest to potężne zjawisko, w którym strumienie gorącej plazmy osiągają prędkości bliskie maksymalnej prędkości, jaką można osiągnąć, czyli prędkości światła. Taka struktura może rozciągać się nawet  na miliony lat świetlnych. Swój wkład w badania mieli astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu, którzy pracowali pod przewodnictwem dr hab. Michała Michałowskiego.

Wskazówki dotyczące gorącego kokonu, który do tej pory był obiektem teoretycznym, dostarczyły obserwacje wybuchu supernowej SN2017iuk, podczas którego materia odrzucana przez gwiazdę poruszała się z prędkością ok. 1/3 prędkości światła. Jak dotąd jest to najszybciej wybuchająca supernowa. Obserwacje wykazały, że istnieje duża różnica pomiędzy początkowym składem chemicznym gwiazdy a tym po kilku tygodniach od eksplozji. Odkrycie to może pomóc naukowcom dostrzec związek między dwoma rodzajami supernowych, które dotychczas postrzegano jako dwa różne zjawiska.

Supernowa to ostateczny etap w życiu gwiazdy. Jej jądro zapada się, a zewnętrze warstwy zostają odrzucone. Obiekt SN2017iuk należy do typu ekstremalnych supernowych. Charakteryzują się one tym, że podczas ich śmierci można zaobserwować rozbłysk gamma (GRB – gamma-ray burst). Materia wyrzucana jest z biegunów gwiazdy z relatywistycznymi prędkościami. Początkowo następuje emisja właśnie w zakresie promieni gamma, a następnie we wszystkich pozostałych zakresach promieniowania elektromagnetycznego. Supernowe, które wykazują takie zachowanie, nazywane są hipernowymi lub GRB-SNe.

Zdjęcie supernowej SN2017iuk wykonane 18 dni po jej wybuchu.

Dzięki temu, że supernowa SN2017iuk znajdowała się dość blisko Ziemi – ok. 500 milionów lat świetlnych od naszej planety, a promieniowanie gamma od niej pochodzące nie było szczególnie silne, możliwe było zaobserwowanie początków powstawania obiektu typu GRB-SNe. Pierwsze zestawy danych pokazały, że światło pochodzące od supernowej ma nietypowy skład i zawiera bardzo intensywny niebieski komponent. Rozpoczęło to serię kolejnych badań mających na celu dokładne zbadanie widma SN2017iuk. W tym celu wykorzystano obserwatoria kosmiczne oraz teleskopy znajdujące się na ziemi. Przez ponad 30 dni obserwowano supernową w różnych zakresach długości fali.

Zmierzone prędkości rozprzestrzeniającej się supernowej do godziny po jej wybuchu sięgają 115 tysięcy kilometrów na sekundę. Materia wyrzucana w tym czasie znacząco się różniła, od tej bogatej w żelazo, uwalnianej dużo później po wybuchu. Według naukowców materia wyrzucana do kilku godzin po początku zdarzenia pochodzi z gorącego kokonu stworzonego przez jet. Dotychczasowe modele supernowej nie opisywały materii poruszającej się z bardzo dużymi prędkościami, dlatego stworzono nowe, uwzględniające kokon.

Istnienie kokonu gorącej materii może też wyjaśnić związek pomiędzy zwykłymi supernowymi, powstałymi po zapadnięciu się jądra gwiazdy, a tymi, którym towarzyszy dodatkowo zjawisko rozbłysku gamma. W „samotnych” supernowych odrzucana materia porusza się z prędkościami dochodzącymi do 50 tysięcy kilometrów na sekundę. Jej źródłem również może być gorący kokon. Jednak zaobserwowanie go będzie dużym wyzwaniem. Supernowe, którym nie towarzyszą rozbłyski gamma, są odkrywane dużo późnej po ich wybuchu niż te z GRB. Kokon, który powstaje zaraz na początku zdarzenia, zdąży zniknąć, zanim zostanie on zaobserwowany. Z kolei przy supernowych typu GRB-SNe może być zakryty przez światło pochodzące z rozbłysku. Nadzieja pozostaje w supernowych podobnych do SN2017iuk.

Source :

Phys.org

Autor

Anna Wizerkaniuk
Anna Wizerkaniuk

Redaktor portalu astronomicznego AstroNET, członek Zarządu Klubu Astronomicznego Almukantarat