Η αντίληψη του καλλιτέχνη για ένα δυαδικό σύστημα αστεριών που παράγει επαναλαμβανόμενα novae και, τελικά, το supernova PTF 11kx. (Πίστωση: Romano Corradi και το Instituto de Astrofísica de Canarias)
Παρόλο που έχουν χρησιμοποιηθεί ως «τυπικά κεριά» κοσμικής απόστασης για δεκαετίες, οι σουπερνόβα τύπου Ia μπορούν να προκύψουν από διαφορετικά είδη συστημάτων αστεριών, σύμφωνα με πρόσφατες παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν από την ομάδα Palomar Transient Factory στο εργαστήριο Berkeley της Καλιφόρνιας.
Δεν είναι εύκολο να κρίνουμε τις αποστάσεις μεταξύ του διαγαλαξιακού χώρου από εδώ στη Γη. Μέσα στον Γαλαξία - και ακόμη και σε κοντινούς γαλαξίες - το φως που εκπέμπεται από τακτικά παλμικά αστέρια (που ονομάζονται μεταβλητές Cepheid) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιορίσει πόσο μακριά είναι μια περιοχή στο διάστημα. Εκτός από τη δική μας τοπική ομάδα γαλαξιών, ωστόσο, τα μεμονωμένα αστέρια δεν μπορούν να επιλυθούν, και έτσι για να καταλάβουμε πόσο μακριά απομακρυσμένοι γαλαξίες είναι οι αστρονόμοι που έχουν μάθει να χρησιμοποιούν το φως από πολύ πιο φωτεινά αντικείμενα: Supernovae Type Ia, που μπορούν φουσκώστε με μια λαμπρότητα που ισοδυναμεί με 5 δισεκατομμύρια Suns.
Οι σουπερνόβα τύπου Ia δημιουργούνται από ένα ειδικό ζεύγος δύο αστεριών που βρίσκονται σε τροχιά μεταξύ τους: ένα εξαιρετικά πυκνό λευκό σχέδιο νάνου από έναν σύντροφο έως ότου επιτευχθεί μια κρίσιμη μάζα - περίπου 40% πιο μαζική από τον Ήλιο -. Ο υπερσυσκευασμένος λευκός νάνος υφίσταται ξαφνικά μια γρήγορη σειρά θερμοπυρηνικών αντιδράσεων, που εκρήγνυται σε μια απίστευτα φωτεινή έκρηξη υλικού και ενέργειας… ένα φάρο ορατό σε όλο το Σύμπαν.
Επειδή η ενέργεια και η φωτεινότητα των σουπερνόβων τύπου Ia βρέθηκαν να είναι τόσο ομοιόμορφα, η απόσταση μπορεί να μετρηθεί από την φαινομενική φωτεινότητά τους όπως φαίνεται από τη Γη. Το πιο αμυδρό είναι όταν παρατηρείται, όσο πιο μακριά είναι ο γαλαξίας του. Βάσει αυτής της φαινομενικά καθολικής ομοιότητας, πιστεύεται ότι αυτές οι σουπερνόβες πρέπει να δημιουργηθούν κάτω από πολύ παρόμοιες καταστάσεις… ειδικά επειδή δεν έχουν παρατηρηθεί άμεσα - μέχρι τώρα.
Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων που εργάζονται στη συνεργατική έρευνα Palomar Transient Factory παρατήρησαν για πρώτη φορά ένα ζεύγος αστεριών που δημιουργεί σουπερνόβα τύπου Ia - που ονομάζεται πρόγονος σύστημα - βρίσκεται στον αστερισμό Lynx. Το όνομα PTF 11kx, το σύστημα, που εκτιμάται ότι απέχει περίπου 600 εκατομμύρια έτη φωτός, περιέχει έναν λευκό νάνο και ένα κόκκινο γιγαντιαίο αστέρι, έναν σύνδεσμο που δεν έχει παρατηρηθεί σε προηγούμενες (αν και έμμεσες) παρατηρήσεις.
«Είναι απόλυτη έκπληξη το γεγονός ότι οι θερμοπυρηνικές σουπερνόβες, που όλοι φαίνονται τόσο παρόμοιες, προέρχονται από διαφορετικά είδη αστεριών», λέει ο Andy Howell, επιστημονικός υπάλληλος στο Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGT) και συν-συγγραφέας στο χαρτί, που δημοσιεύθηκε στο τεύχος της Επιστήμης στις 24 Αυγούστου. «Πώς θα μπορούσαν αυτά τα γεγονότα να φαίνονται τόσο παρόμοια, αν είχαν διαφορετική προέλευση;»
Οι αρχικές παρατηρήσεις του PTF 11kx έγιναν δυνατές με ένα ρομποτικό τηλεσκόπιο τοποθετημένο στο τηλεσκόπιο Samuel Oschin 48 ιντσών στο Παρατηρητήριο Palomar της Καλιφόρνια, καθώς και έναν αγωγό δεδομένων υψηλής ταχύτητας που παρέχεται από το NSF, τη NASA και το Υπουργείο Ενέργειας. Το σουπερνόβα προσδιορίστηκε στις 16 Ιανουαρίου 2011 και υποστηρίχθηκε από επακόλουθα δεδομένα φασματογραφίας από το Παρατηρητήριο Lick, ακολουθούμενη από άμεσες παρατηρήσεις «έκτακτης ανάγκης» με το Τηλεσκόπιο Keck στη Χαβάη.
«Βασικά καλέσαμε έναν συνάδελφο παρατηρητή του UC και διακόψαμε τις παρατηρήσεις τους για να πάρουμε κρίσιμα χρονικά φάσματα», δήλωσε ο Peter Nugent, ανώτερος επιστήμονας στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley και συν-συγγραφέας στο χαρτί.
Οι παρατηρήσεις του Keck έδειξαν ότι το σύστημα μετά το σουπερνόβα PTF 11kx περιέχει αργά κινούμενα σύννεφα αερίου και σκόνης που δεν θα μπορούσαν να προέλθουν από το πρόσφατο συμβάν του σουπερνόβα. Αντ 'αυτού, τα σύννεφα - τα οποία είχαν υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο στα φασματογραφικά δεδομένα του Lick - πρέπει να προήλθαν από ένα προηγούμενο συμβάν nova στο οποίο ο λευκός νάνος αναφλέχθηκε για λίγο και έριξε ένα εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιράς του. Αυτό το επεκτεινόμενο σύννεφο φάνηκε τότε να επιβραδύνεται, πιθανότατα λόγω του αστρικού ανέμου από έναν συντροφικό κόκκινο γίγαντα.
(Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός nova και ενός σουπερνόβα; Διαβάστε το STEREO Spots a New Nova της NASA)
Τελικά το επιβραδυντικό σύννεφο nova επηρεάστηκε από την ταχέως κινούμενη έκρηξη από την σουπερνόβα, που αποδεικνύεται από μια ξαφνική έκρηξη στο σήμα ασβεστίου που σταδιακά μειώθηκε τους δύο μήνες από το συμβάν του Ιανουαρίου. Αυτή η έκρηξη ασβεστίου ήταν, στην πραγματικότητα, η σουπερνόβα χτύπησε τη nova και την ανάγκασε να "ανάψει".
Οι παρατηρήσεις του PTF 11kx δείχνουν ότι ο τύπος Ia supernova μπορώ συμβαίνουν σε προγονικά συστήματα όπου ο λευκός νάνος έχει υποστεί εκρήξεις nova, πιθανώς επανειλημμένα - ένα σενάριο που πολλοί αστρονόμοι πίστευαν ότι δεν θα μπορούσε να συμβεί. Αυτό θα μπορούσε ακόμη να σημαίνει ότι το PTF 11kx είναι ένα εντελώς νέο είδος supernova τύπου Ia, και ενώ προηγουμένως δεν ήταν ορατό και σπάνιο, όχι μοναδικό.
Αυτό σημαίνει ότι τα κοσμικά μας «τυπικά κεριά» μπορεί να χρειαστεί να κόψουν τα φυτίλια τους.
«Γνωρίζουμε ότι οι σουπερνόβα τύπου 1a διαφέρουν ελαφρώς από γαλαξία σε γαλαξία και το βαθμονομούμε για αυτό, αλλά αυτή η παρατήρηση PTF 11kx παρέχει την πρώτη εξήγηση γιατί συμβαίνει αυτό», δήλωσε ο Nugent. "Αυτή η ανακάλυψη μας δίνει την ευκαιρία να βελτιώσουμε και να βελτιώσουμε την ακρίβεια των κοσμικών μας μετρήσεων."
Πηγή: Κέντρο ειδήσεων Berkeley Lab
Ένθετες εικόνες: Παρατήρηση PTF 11kx (BJ Fulton, Παρατηρητήριο Las Cumbres Global Telescope Network) / Ο θόλος Τηλεσκοπίου Samuel Oschin 48 ιντσών στο Παρατηρητήριο Palomar. Βίντεο: Romano Corradi και το Instituto de Astrofísica de Canarias
