Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακοινώνει σήμερα ότι έχουν εντοπίσει τον πιθανό επιζώνταρχο σύντροφο σε μια έκρηξη τιτανικού σουπερνόβα που έγινε μάρτυρας το 1572 από τον μεγάλο Δανό αστρονόμο Tycho Brahe και άλλους αστρονόμους εκείνης της εποχής.
Αυτή η ανακάλυψη παρέχει τα πρώτα άμεσα στοιχεία που υποστηρίζουν τη μακροχρόνια πεποίθηση ότι οι σουπερνόβα τύπου Ia προέρχονται από συστήματα δυαδικών αστεριών που περιέχουν ένα κανονικό αστέρι και ένα καμένο αστέρι λευκού νάνου. Το κανονικό αστέρι διαχέει υλικό στον νάνο, το οποίο τελικά πυροδοτεί έκρηξη.
Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας, με επικεφαλής τον Pilar Ruiz-Lapuente του Πανεπιστημίου της Βαρκελώνης, Ισπανία, δημοσιεύονται στο βρετανικό επιστημονικό περιοδικό Nature, στις 28 Οκτωβρίου. «Δεν υπήρχαν προηγούμενα στοιχεία που να δείχνουν κάποιο συγκεκριμένο είδος αστεριού από τα πολλά που είχαν προταθεί. Εδώ έχουμε εντοπίσει ένα σαφές μονοπάτι: το αστέρι που ταΐζει είναι παρόμοιο με τον Ήλιο μας, λίγο πιο ηλικιωμένο », λέει ο Ruiz-Lapuente. «Η υψηλή ταχύτητα του αστεριού επέστησε την προσοχή μας σε αυτό», πρόσθεσε.
Τα supernovae τύπου Ia χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ιστορίας του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος και έτσι είναι θεμελιώδη για να βοηθήσουν τους αστρονόμους να κατανοήσουν τη συμπεριφορά της σκοτεινής ενέργειας, μια άγνωστη δύναμη που επιταχύνει την επέκταση του σύμπαντος. Η εύρεση στοιχείων για την επιβεβαίωση της θεωρίας ως προς το πώς εκρήγνυνται οι σουπερνόβα τύπου Ia είναι ζωτικής σημασίας για να εξασφαλιστεί στους αστρονόμους ότι τα αντικείμενα μπορούν να κατανοηθούν καλύτερα ως αξιόπιστοι βαθμονομητές της επέκτασης του χώρου.
Η ταυτοποίηση του επιζώντος μέλους του αστρικού δίδυμου μοιάζει με μια ιστορία έρευνας σκηνής εγκλήματος. Παρόλο που οι σημερινοί αστρονόμοι έφτασαν στη σκηνή της καταστροφής 432 χρόνια αργότερα, χρησιμοποιώντας την αστρονομική εγκληματολογία, έκαναν έναν από τους δράστες να τρέχουν μακριά από τη θέση της έκρηξης (η οποία τώρα είναι τυλιγμένη σε μια τεράστια φούσκα ζεστού αερίου που ονομάζεται Υπόλοιπο Supernova του Tycho) . Για τα τελευταία επτά χρόνια, το αστέρι και το περιβάλλον του μελετήθηκε με μια ποικιλία τηλεσκοπίων. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έπαιξε βασικό ρόλο μετρώντας ακριβώς την κίνηση του αστεριού στο φόντο του ουρανού. Το αστέρι σπάζει το όριο ταχύτητας για τη συγκεκριμένη περιοχή του Γαλαξία μας, κινώντας τρεις φορές πιο γρήγορα από τα γύρω αστέρια. Σαν πέτρα που ρίχτηκε από σφεντόνα, το αστέρι έπεσε στο διάστημα, διατηρώντας την ταχύτητα της τροχιακής κίνησής του όταν το σύστημα διακόπηκε από την έκρηξη του λευκού νάνου.
Αυτό από μόνο του είναι μόνο περιστασιακή απόδειξη ότι το αστέρι είναι ο δράστης, επειδή υπάρχουν εναλλακτικές εξηγήσεις για την ύποπτη συμπεριφορά του. Θα μπορούσε να πέφτει με μεγάλη ταχύτητα από το γαλαξιακό φωτοστέφανο που περιβάλλει το δίσκο του Γαλαξία. Όμως, φάσμα που αποκτήθηκαν με το τηλεσκόπιο William Herschel 4,2 μέτρων στη Λα Πάλμα και τα 10 μέτρα W.M. Τα τηλεσκόπια Keck στη Χαβάη δείχνουν ότι ο ύποπτος έχει το υψηλό περιεχόμενο βαρέων στοιχείων τυπικό των αστεριών που κατοικούν στο δίσκο του Γαλαξία και όχι το φωτοστέφανο.
Το αστέρι που βρέθηκε από την ομάδα Ruiz-Lapuente είναι μια γηρασμένη έκδοση του Ήλιου μας. Το αστέρι έχει αρχίσει να επεκτείνεται σε διάμετρο καθώς προχωρά προς μια κόκκινη-γιγαντιαία φάση (το τελικό στάδιο της ζωής ενός αστεριού σαν τον Ήλιο). Το αστέρι αποδεικνύεται ότι ταιριάζει στο προφίλ του δράστη σε μία από τις προτεινόμενες εικασίες σουπερνόβα. Στα δυαδικά συστήματα τύπου Ia supernova, το πιο ογκώδες αστέρι στο ζευγάρι θα γερνάει γρηγορότερα και τελικά θα γίνει ένα λευκό αστέρι νάνου. Όταν το πιο αργό εξελισσόμενο σύντροφο αστέρι στη συνέχεια μεγαλώνει στο σημείο που αρχίζει να διογκώνεται σε μέγεθος, χύνει υδρογόνο στον νάνο. Το υδρογόνο συσσωρεύεται έως ότου ο λευκός νάνος φτάσει σε ένα κρίσιμο και ακριβές όριο μάζας, που ονομάζεται όριο Chandrasekhar, όπου εκρήγνυται ως τιτανική πυρηνική βόμβα. Η ενεργειακή απόδοση αυτής της έκρηξης είναι τόσο γνωστή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως στάνταρ κερί για τη μέτρηση τεράστιων αστρονομικών αποστάσεων. (Ένα αστρονομικό «τυπικό κερί» είναι οποιοσδήποτε τύπος φωτεινού αντικειμένου του οποίου η εγγενής ισχύς προσδιορίζεται με ακρίβεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πραγματοποίηση μετρήσεων απόστασης βάσει του ρυθμού που το φως μειώνεται σε αστρονομικές αποστάσεις).
«Μεταξύ των διαφόρων συστημάτων που περιέχουν λευκούς νάνους που λαμβάνουν υλικό από έναν σύντροφο ηλιακής μάζας, ορισμένα πιστεύεται ότι είναι βιώσιμοι πρόγονοι του τύπου Ia supernova, για θεωρητικούς λόγους. Ένα σύστημα που ονομάζεται U Scorpii έχει έναν λευκό νάνο και ένα αστέρι παρόμοιο με αυτό που βρίσκεται εδώ. Αυτά τα αποτελέσματα θα επιβεβαίωναν ότι τέτοια δυαδικά αρχεία θα καταλήξουν σε έκρηξη όπως αυτή που παρατηρείται από τον Tycho Brahe, αλλά αυτό θα συνέβαινε αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια από τώρα », λέει ο Ruiz-Lapuente.
Μια εναλλακτική θεωρία των σουπερνόβα τύπου Ια είναι ότι δύο λευκοί νάνοι περιστρέφονται μεταξύ τους, χάνοντας σταδιακά ενέργεια μέσω της εκπομπής βαρυτικής ακτινοβολίας (κύματα βαρύτητας). Καθώς χάνουν ενέργεια, περιστρέφονται το ένα προς το άλλο και τελικά συγχωνεύονται, με αποτέλεσμα έναν λευκό νάνο του οποίου η μάζα φτάνει στο όριο του Chandrasekhar και εκρήγνυται. «Η σουπερνόβα του Tycho δεν φαίνεται να έχει παραχθεί από αυτόν τον μηχανισμό, αφού έχει βρεθεί ένας πιθανός σύντροφος που επιβιώνει», λέει ο Alex Filippenko του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, συν-συγγραφέας αυτής της έρευνας. Λέει ότι, ωστόσο, είναι ακόμα πιθανό να υπάρχουν δύο διαφορετικές εξελικτικές διαδρομές για τις σουπερνόβες τύπου Ia.
Στις 11 Νοεμβρίου 1572, ο Tycho Brahe παρατήρησε ένα αστέρι στον αστερισμό Cassiopeia που ήταν τόσο φωτεινό όσο ο πλανήτης Δίας (που ήταν στον νυχτερινό ουρανό στους Ιχθείς). Κανένα τέτοιο αστέρι δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ σε αυτήν την τοποθεσία. Σύντομα ισοδυναμούσε με τη φωτεινότητα της Αφροδίτης (η οποία ήταν στο -4,5 μέγεθος στον ουρανό της αυγής). Για περίπου δύο εβδομάδες το αστέρι μπορούσε να φανεί στο φως της ημέρας. Στα τέλη Νοεμβρίου άρχισε να ξεθωριάζει και να αλλάζει χρώμα, από έντονο λευκό σε κίτρινο και πορτοκαλί σε εξασθενημένο κοκκινωπό φως, τελικά εξαφανίζεται από την ορατότητα τον Μάρτιο του 1574, έχοντας ορατό με γυμνό μάτι για περίπου 16 μήνες. Το σχολαστικό ρεκόρ του Tycho σχετικά με τη φωτεινότητα και τη μείωση του supernova επιτρέπει τώρα στους αστρονόμους να αναγνωρίσουν την «ελαφριά υπογραφή» του όπως αυτή ενός supernova Type Ia.
Η σουπερνόβα του Tycho Brahe ήταν πολύ σημαντική, καθώς βοήθησε τους αστρονόμους του 16ου αιώνα να εγκαταλείψουν την ιδέα του αμετάβλητου των ουρανών. Προς το παρόν, οι σουπερνόβα τύπου Ia παραμένουν βασικοί παίκτες στις νεότερες κοσμολογικές ανακαλύψεις. Για να μάθετε περισσότερα για αυτούς και για τον μηχανισμό έκρηξης τους και για να τα καταστήσετε ακόμη πιο χρήσιμα ως κοσμολογικούς ανιχνευτές, ένα τρέχον έργο διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble με επικεφαλής τον Φιλιππένκο μελετά ένα δείγμα σουπερνόβα σε άλλους γαλαξίες τη στιγμή που εκρήγνυνται.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Hubble
