Προσομοίωση υψηλής ανάλυσης ενός γαλαξία που φιλοξενεί μια υπερ-φωτεινή σουπερνόβα και το χαοτικό περιβάλλον του στις αρχές του Σύμπαντος. Πίστωση: Adrian Malec και Marie Martig (Πανεπιστήμιο Swinburne)
Μερικά από τα πρώτα αστέρια ήταν τεράστια και βραχύβια, προοριζόμενα να τελειώσουν τη ζωή τους με τεράστιες εκρήξεις. Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει μερικά από τα πρώτα και πιο μακρινά από αυτά τα εκρηκτικά αστέρια, που ονομάζονται «υπερφωτιζόμενα» σουπερνόβα - αστρικές εκρήξεις 10–100 φορές πιο φωτεινές από άλλους τύπους σουπερνόβα. Το ντουέτο δημιουργεί ένα ρεκόρ για την πιο μακρινή σουπερνόβα που έχει ακόμη εντοπιστεί και προσφέρει ενδείξεις για το πολύ πρώιμο Σύμπαν.
«Το φως αυτών των σουπερνόβων περιέχει λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την παιδική ηλικία του Σύμπαντος, σε μια στιγμή που μερικά από τα πρώτα αστέρια εξακολουθούν να συμπυκνώνονται από το υδρογόνο και το ήλιο που σχηματίζεται από τη Μεγάλη Έκρηξη», δήλωσε ο Δρ Jeffrey Cooke, αστροφυσικός από Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Swinburne στην Αυστραλία, του οποίου η ομάδα έκανε την ανακάλυψη.
Η ομάδα χρησιμοποίησε έναν συνδυασμό δεδομένων από το τηλεσκόπιο Καναδά-Γαλλία-Χαβάη και το τηλεσκόπιο Keck 1, και τα δύο που βρίσκονται στη Χαβάη.
«Ο τύπος των σουπερνόβα που βρήκαμε είναι εξαιρετικά σπάνιος», δήλωσε ο Cooke. «Στην πραγματικότητα, μόνο ένας έχει ανακαλυφθεί πριν από τη δουλειά μας. Αυτός ο ιδιαίτερος τύπος σουπερνόβα προκύπτει από το θάνατο ενός πολύ μαζικού αστεριού (περίπου 100 - 250 φορές τη μάζα του Ήλιου μας) και εκρήγνυται με εντελώς διαφορετικό τρόπο σε σύγκριση με άλλες σουπερνόβες. Η ανακάλυψη και η μελέτη αυτών των γεγονότων μας παρέχει παραδείγματα παρατήρησης για την καλύτερη κατανόησή τους και των χημικών ουσιών που εκτοξεύουν στο Σύμπαν όταν πεθαίνουν. "
Οι υπερφωτεινοί σουπερνόβα ανακαλύφθηκαν πριν από λίγα χρόνια και είναι σπάνιες στο κοντινό Σύμπαν. Η προέλευσή τους δεν είναι καλά κατανοητή, αλλά ένα μικρό υποσύνολο αυτών πιστεύεται ότι συμβαίνει όταν εξαιρετικά τεράστια αστέρια, 150 έως 250 φορές πιο ογκώδη από τον Ήλιο μας, υποστούν πυρηνική έκρηξη που προκλήθηκε από τη μετατροπή των φωτονίων σε ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Αυτή η διαδικασία είναι εντελώς διαφορετική σε σύγκριση με όλους τους άλλους τύπους υπερκαινοφανών. Τέτοια γεγονότα αναμένεται να έχουν συμβεί συχνότερα στις αρχές του Σύμπαντος, όταν τα τεράστια αστέρια ήταν πιο κοινά.
Αυτό, και η ακραία φωτεινότητα αυτών των γεγονότων, ενθάρρυναν τον Cooke και τους συναδέλφους του να αναζητήσουν σούπερ φωτεινές σουπερνόβες σε ερυθρές βάρδιες, z, μεγαλύτερες από 2, όταν το Σύμπαν ήταν λιγότερο από το ένα τέταρτο της σημερινής του εποχής.
«Χρησιμοποιήσαμε το LRIS (φασματόμετρο απεικόνισης χαμηλής ανάλυσης) στο Keck I για να λάβουμε τη βαθιά φασματοσκοπία για να επιβεβαιώσουμε τις μετατοπίσεις του ξενιστή και για να αναζητήσουμε εκπομπές αργά από τα σουπερνόβα», δήλωσε ο Cooke. «Οι αρχικές ανιχνεύσεις βρέθηκαν στα πεδία CFHT Legacy Survey Deep. Το φως από τις σουπερνόβες έφτασε εδώ στη Γη πριν από 4 έως 6 χρόνια. Για να επιβεβαιώσουμε τις αποστάσεις τους, πρέπει να αποκτήσουμε ένα φάσμα των γαλαξιών που τους φιλοξενούν, οι οποίοι είναι πολύ εξασθενημένοι λόγω της ακραίας απόστασης. Το μεγάλο άνοιγμα του Keck και η υψηλή ευαισθησία του LRIS το κατέστησαν δυνατό. Επιπλέον, ορισμένα σουπερνόβα έχουν αρκετά φωτεινά χαρακτηριστικά εκπομπής που παραμένουν για χρόνια μετά την έκρηξή τους. Η βαθιά φασματοσκοπία Keck είναι σε θέση να ανιχνεύσει αυτές τις γραμμές ως ένα περαιτέρω μέσο επιβεβαίωσης και μελέτης. "
Ο Cooke και οι συνάδελφοί του έψαξαν σε έναν μεγάλο όγκο του Σύμπαντος σε z μεγαλύτερο από ή ίσο με 2, και βρήκαν δύο εξαιρετικά φωτεινές σουπερνόβες, σε ερυθρές βάρδιες 2,05 και 3,90 - σπάζοντας το προηγούμενο ρεκόρ αλλαγής σουπερνόβα στα 2,36 και υπονοώντας μια παραγωγή ρυθμός υπερ-φωτεινών σουπερνόβα σε αυτές τις ερυθρές βάρδιες τουλάχιστον 10 φορές υψηλότερη από ό, τι στο κοντινό Σύμπαν. Αν και τα φάσματα αυτών των δύο αντικειμένων καθιστούν απίθανο ότι οι πρόγονοί τους ήταν μεταξύ της πρώτης γενιάς των αστεριών, τα παρόντα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ανίχνευση αυτών των αστεριών μπορεί να μην απέχει πολύ από την αντίληψή μας.
Ο εντοπισμός των πρώτων αστεριών μάς επιτρέπει πολύ μεγαλύτερη κατανόηση των πρώτων αστεριών στο Σύμπαν, είπε ο Cooke.
«Λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, υπήρχε μόνο υδρογόνο και ήλιο στο Σύμπαν», είπε. «Όλα τα άλλα στοιχεία που βλέπουμε γύρω μας σήμερα, όπως άνθρακας, οξυγόνο, σίδηρος και πυρίτιο, κατασκευάστηκαν στους πυρήνες των αστεριών ή κατά τη διάρκεια εκρήξεων σουπερνόβα. Τα πρώτα αστέρια που σχηματίστηκαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη έθεσαν το πλαίσιο για τη μακρά διαδικασία εμπλουτισμού του Σύμπαντος που τελικά παρήγαγε το διαφορετικό σύνολο γαλαξιών, αστεριών και πλανητών που βλέπουμε γύρω μας σήμερα. Οι ανακαλύψεις μας διερευνούν νωρίς στο Σύμπαν που επικαλύπτεται με τον χρόνο που περιμένουμε να δούμε τα πρώτα αστέρια. "
Πηγές: Παρατηρητήριο Keck, Φύση
