Τι συνέβη πριν από 400 χρόνια για να δημιουργήσει αυτό το εκπληκτικά όμορφο κατάλοιπο σουπερνόβα - και υπήρχαν δύο ένοχοι ή μόνο ένας; Αυτή η προβολή διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble ενός υπολείμματος που δημιουργήθηκε από τον τύπο Ia βοήθησε τους αστρονόμους να λύσουν ένα μακροχρόνιο μυστήριο σχετικά με τον τύπο των αστεριών που προκαλούν κάποιες σουπερνόβες, γνωστές ως πρόγονοι.
«Μέχρι αυτό το σημείο δεν έχουμε ξέρει από πού προήλθε αυτός ο τύπος σουπερνόβα, παρόλο που τα μελετήσαμε εδώ και δεκαετίες», δήλωσε η Ashley Pagnotta του κρατικού πανεπιστημίου της Λουιζιάνα, μιλώντας σε συνέντευξη τύπου στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας την Τετάρτη. «Αλλά τώρα μπορούμε να πούμε ότι έχουμε την πρώτη οριστική ταυτοποίηση ενός προγόνου τύπου 1a και γνωρίζουμε ότι αυτός πρέπει να είχε έναν διπλό εκφυλισμένο πρόγονο - είναι η μόνη επιλογή».
Αυτό το υπόλειμμα σουπερνόβα που έχει αριθμό τηλεφώνου SNR 0509-67.5, βρίσκεται 170.000 έτη φωτός στον γαλαξία του Μεγάλου Μαγγελάνου Cloud.
Οι αστρονόμοι υποπτεύονται εδώ και πολύ καιρό ότι δύο αστέρια ήταν υπεύθυνα για την έκρηξη - όπως συμβαίνει με τους περισσότερους σουπερνόβα τύπου 1α - αλλά δεν ήταν σίγουροι τι προκάλεσε την έκρηξη. Μία εξήγηση θα μπορούσε να είναι ότι προκλήθηκε από μαζική μεταφορά από ένα συνοδευτικό αστέρι όπου ένα κοντινό αστέρι χύσει υλικό σε έναν λευκό νάνο σύντροφο, πυροδοτώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση που προκαλεί μία από τις πιο ισχυρές εκρήξεις στο σύμπαν. Αυτό είναι γνωστό ως «μονοεκφυλισμένο» μονοπάτι - το οποίο φαίνεται να είναι η πιο εύλογη, κοινή και προτιμώμενη εξήγηση για πολλούς σουπερνόβα τύπου 1α.
Η άλλη επιλογή είναι η σύγκρουση δύο λευκών νάνων, η οποία είναι γνωστή ως «διπλή εκφυλισμένη, η οποία φαίνεται να είναι η λιγότερο κοινή και όχι ως ευρέως αποδεκτή εξήγηση για τις σουπερνόβες. Για πολλούς αστροφυσικούς, το σενάριο συγχώνευσης φάνηκε να είναι λιγότερο πιθανό επειδή φαίνεται ότι υπάρχουν πολύ λίγα συστήματα διπλού-λευκού νάνου. Πράγματι, φαίνεται να υπάρχουν μόνο λίγες που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής.
Το πρόβλημα με το SNR 0509-67.5 ήταν ότι οι αστρονόμοι δεν μπόρεσαν να βρουν υπόλοιπο από το συνοδευτικό αστέρι. Γι 'αυτό το διπλό εκφυλισμένο σενάριο θεωρήθηκε, όπως στην περίπτωση αυτή, δεν θα μείνει τίποτα καθώς και οι δύο λευκοί νάνοι καταναλώνονται στην έκρηξη. Στην περίπτωση ενός μόνο προγόνου, το αστέρι του μη λευκού νάνου θα εξακολουθεί να βρίσκεται κοντά στο σημείο έκρηξης και θα εξακολουθεί να μοιάζει πολύ πριν από την έκρηξη.
Επομένως, ένας πιθανός τρόπος διάκρισης μεταξύ των διαφόρων προγόνων μοντέλων ήταν να κοιτάξουμε βαθιά στο κέντρο ενός παλιού υπολείμματος σουπερνόβα για να αναζητήσουμε τον πρώην σύντροφο.
«Γνωρίζουμε ότι το Hubble έχει την απαραίτητη ευαισθησία για να ανιχνεύσει τα πιο αμυδρά υπολείμματα λευκού νάνου που θα μπορούσαν να είχαν προκαλέσει τέτοιες εκρήξεις», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Bradley Schaefer από το LSU. «Η λογική εδώ είναι η ίδια με το περίφημο απόσπασμα του Σέρλοκ Χολμς:« όταν έχετε εξαλείψει το αδύνατο, ό, τι παραμένει, όσο απίθανο, πρέπει να είναι η αλήθεια ».
Το 2010, οι Schaefer και Pagnotta ετοίμαζαν μια πρόταση για να αναζητήσουν τυχόν εξασθενημένους πρώην αστέρια στο κέντρο τεσσάρων υπολειμμάτων σουπερνόβα στο Μεγάλο Μαγγελάνικο Σύννεφο όταν είδαν μια φωτογραφία Αστρονομίας της ημέρας που δείχνει μια εικόνα που είχε ήδη το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble είχε πάρει ένα από τα απομεινάρια-στόχους τους, το SNR 0509-67.5.
(Σημείωση: Η εικόνα APOD της 12ης Ιανουαρίου 2012 είναι SNR 0509-67,5!)
Επειδή το υπόλοιπο εμφανίζεται ως ωραίο συμμετρικό κέλυφος ή φούσκα, το γεωμετρικό κέντρο μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια. Αναλύοντας με μεγαλύτερη λεπτομέρεια την κεντρική περιοχή, βρήκαν ότι είναι εντελώς άδειο με αστέρια μέχρι το όριο των αμυδρών αντικειμένων που μπορεί να εντοπίσει το Hubble στις φωτογραφίες. Η νεαρή ηλικία σημαίνει επίσης ότι τυχόν επιζώντα αστέρια δεν έχουν μετακινηθεί μακριά από το σημείο της έκρηξης. Κατάφεραν να ξεπεράσουν τη λίστα όλα τα πιθανά μεμονωμένα εκφυλισμένα σενάρια και αφέθηκαν με το διπλό εκφυλισμένο μοντέλο στο οποίο συγκρούστηκαν δύο λευκοί νάνοι.
«Δεδομένου ότι μπορούμε να αποκλείσουμε όλους τους πιθανούς εκφυλισμένους, ξέρουμε ότι πρέπει να είναι διπλός εκφυλισμός», είπε ο Pagnotta. «Η αιτία του SNR 0509-67.5 μπορεί να εξηγηθεί καλύτερα από δύο σφιχτά σε τροχιά λευκούς νάνους αστέρια που περιστρέφονται όλο και πιο κοντά μέχρι να συγκρουστούν και να εκραγούν.»
Ο Pagnotta σημείωσε επίσης ότι αυτή η σουπερνόβα δεν είναι στην πραγματικότητα μια κανονική σουπερνόβα τύπου 1α, αλλά μια υποκατηγορία που ονομάζεται 1991t, η οποία είναι μια εξαιρετικά φωτεινή σουπερνόβα.
Ένα έγγραφο το 2010 από τον Marat Gilfanov του Ινστιτούτου Max Planck για την Αστροφυσική έδειξε ότι ίσως πολλά σουπερνόβα τύπου 1a προκλήθηκαν από σύγκρουση δύο λευκών νάνων, κάτι που ήταν έκπληξη για πολλούς αστρονόμους. Επιπλέον, μια ανασκόπηση του πρόσφατου supernova SN 2011fe, που εξερράγη τον Αύγουστο του 2011, διερευνά την πιθανότητα του διπλού εκφυλισμένου προγόνου. Παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα εάν αυτές οι συγχωνεύσεις λευκού νάνου είναι ο πρωταρχικός καταλύτης για τις σουπερνόβες τύπου Ia σε σπειροειδείς γαλαξίες. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να γνωρίζουμε εάν οι σουπερνόβα στους σπειροειδείς γαλαξίες προκαλούνται από συγχωνεύσεις ή από ένα μείγμα των δύο διαδικασιών.
Οι Schaefer και Pagnotta σκοπεύουν να εξετάσουν άλλα απομεινάρια σουπερνόβα στο Μεγάλο Μαγγελικό Σύννεφο για να δοκιμάσουν περαιτέρω τις παρατηρήσεις τους.
Η Pagnotta επιβεβαίωσε ότι οποιοσδήποτε με σύνδεση στο Διαδίκτυο θα μπορούσε να έχει κάνει αυτήν την ανακάλυψη, καθώς όλες οι εικόνες του Hubble που χρησιμοποιήθηκαν ήταν διαθέσιμες δημοσίως και η χρήση των δεδομένων Hubble πυροδοτήθηκε από την APOD.
Πηγές: Science Paper των Bradley E. Schaefer και Ashley Pagnotta (έγγραφο PDF), HubbleSite, ενημέρωση τύπου AAS
