Η ακτινογραφία ενός σπάνιου είδους σουπερνόβα

Posted on 09/08/2020

0


Σουπερνόβα με υπερ-πλούσια παραγωγή ασβεστίου μελετήθηκε για πρώτη φορά με ακτίνες Χ αποκαλύπτοντας τις τελευταίες στιγμές του

Kαλλιτεχνική αναπαράσταση του σουπερνόβα 2019ehk. Το άστρο πριν την έκρηξη περιβάλλεται από αέριο (μωβ χρώμα) που στη συνέχεια δημιουργεί υλικό πλούσιο σε ασβέστιο (πορτοκαλί χρώμα). Credit: Aaron M. Geller

Μια σπάνια περίπτωση (υπερ)καινοφανών αστέρων που ταυτοποιήθηκε τα τελευταία χρόνια από τον Alexei Filippenko και τους συνεργάτες του, χαρακτηρίζονται από την πλούσια παραγωγή ασβεστίου κστά την διάρκεια των εκρήξεών τους. Η λαμπρότητά τους κυμαίνεται μεταξύ των καινοφανών αστέρων (νόβα) και υπερκαινοφανών (σουπερνόβα). Η μεγαλύτερη ποσότητα του ασβεστίου που υπάρχει στο σύμπαν – συμπεριλαμβανομένου και του ασβεστίου που βρίσκεται στα οστά και τα δόντια μας – δημιουργείται στα τελευταία στάδια της ζωής αυτών των άστρων, των «σουπερνόβα πλούσιων σε ασβέστιο».

Για πρώτη φορά οι αστροφυσικοί εξέτασαν ένα τέτοιο σουπερνόβα (πλούσιο σε ασβέστιο) διαμέσου των ακτίνων Χ. Διαπίστωσαν ότι πρόκειται για ένα αρχικά συμπαγές αστρικό αντικείμενο που περιβάλλεται από ένα εξωτερικό στρώμα αερίου κατά την διάρκεια του τελευταίου σταδίου της ζωής του. Όταν το άστρο εκρήγνυται η εκτοξευόμενη ύλη συγκρούεται με το αέριο στο εξωτερικό κέλυφος εκπέμποντας ακτίνες Χ. Η συνολική έκρηξη προκαλεί τεράστιες θερμοκρασίες και υψηλή πίεση και διαμέσου πυρηνικών αντιδράσεων σύντηξης παράγεται ασβέστιο. Τέτοιου είδους σουπερνόβα είναι πολύ σπάνια και δεν γνωρίζουμε πως σχηματίζονται.

Ο ερασιτέχνης αστρονόμος Joel Shepherd εντόπισε για πρώτη φορά την λαμπρή έκρηξη, που ονομάστηκε SN 2019ehk, καθώς παρατηρούσε τον έναστρο ουρανό στο Σιάτλ. Στις 28 Απριλίου 2019, ο Shepherd χρησιμοποίησε το νέο του τηλεσκόπιο για να παρατηρήσει τον Messier 100 (M100), έναν σπειροειδή γαλαξία που βρίσκεται 55 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Την επόμενη μέρα, μια φωτεινή πορτοκαλί κουκκίδα εμφανίστηκε στο οπτικό του πεδίο. Ο Shepherd ανέφερε αμέσως την ανακάλυψη στην αστρονομική κοινότητα, η οποία ξεκίνησε τις δικές της παρατηρήσεις σε μήκη κύματος ορατού και υπεριώδους φωτός, αλλά και ακτίνων Χ. Οι παρατηρήσεις του σουπερνόβα SN 2019ehk άρχισαν μόλις 10 ώρες μετά την έκρηξη. Η εκπομπή ακτίνων Χ ανιχνεύθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Neil Gehrels Swift. Δεν υπάρχουν θεωρίες που να προβλέπουν ικανοποιητικά την (υπερ)παραγωγή ασβεστίου και την τόσο έντονη εκπομπή ακτίνων Χ.

Είναι γνωστό ότι η παραγωγή του ασβεστίου γίνεται διαμέσου πυρηνικών αντιδράσεων κατά την διάρκεια των εκρήξεων σουπερνόβα. Όμως οι μεγαλύτερες ποσότητες του ασβεστίου παράγονται μέσα σε δευτερόλεπτα από «τα πλούσια σε ασβέστιο σουπερνόβα» και η διαδικασία παραγωγής του μειώνει την θερμοκρασία κατά την διάρκεια της έκρηξης. Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι κατά την έκρηξη του σουπερνόβα SN 2019ehk παράχθηκε η μεγαλύτερη ποσότητα ασβεστίου που παρατηρήθηκε ποτέ σε ένα αστροφυσικό συμβάν. Δεν ήταν μόνο μια πλούσια παραγωγή ασβεστίου, αλλά η πλουσιότερη των πλουσίων.

Η σύντομη έκλαμψη του σουπερνόβα SN 2019ehk μας αποκάλυψε μια διαφορετική ιστορία σχετικά με την φύση του. Σύμφωνα με τους αστρονόμους το άστρο κατά την διάρκεια των τελευταίων ημερών της ζωής του δημιουργεί ένα εξωτερικό στρώμα αερίου. Όταν το άστρο εκρήγνυται ως σουπερνόβα η εκτινασσόμενη ύλη συγκρούεται με αυτό το εξωτερικό στρώμα παράγοντας ισχυρή ακτινοβολία Χ. Η προκαλούμενη λαμπρότητα μας λέει πόσο αέριο υλικό περιέβαλλε το άστρο και πόσο κοντά ήταν το αέριο στο άστρο.

Παρότι το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble παρατηρούσε τον γαλαξία M100 τα τελευταία 25 χρόνια, δεν κατέγραψε ποτέ το άστρο που απεβίωσε διαμέσου της έκρηξης σουπερνόβα SN 2019ehk. Οι ερευνητές έψαξαν τις εικόνες του Hubble για να εξετάσουν την θέση του σουπερνόβα πριν από την έκρηξη, αλλά δεν βρήκαν τίποτε. Εν ολίγοις ούτε το Hubble δεν μπορούσε να το δει. Κι αυτό είναι μια ακόμη ένδειξη για την πραγματική φύση του άστρου. Ήταν πιθανότατα ένας λευκός νάνος ή ένα άστρο με πολύ μικρή μάζα. Γιατί και τα δύο θα ήταν πολύ αμυδρά.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες:
1. Calcium-rich supernova examined with X-rays for first time
2. SN 2019ehk: A Double-Peaked Ca-rich Transient with Luminous X-ray Emission and Shock-Ionized Spectral Features:

Click to access 2005.01782.pdf

Ετικέτα: