Mezinárodní tým astronomů dnes oznamuje, že identifikovali pravděpodobnou přeživší společenskou hvězdu k výbuchu titánské supernovy, k němuž v roce 1572 přišel velký dánský astronom Tycho Brahe a další astronomové té doby.
Tento objev poskytuje první přímý důkaz podporující dlouhodobé přesvědčení, že supernovy typu Ia pocházejí z binárních hvězdných systémů obsahujících normální hvězdu a vyhořelou bílou trpasličí hvězdu. Normální hvězda rozlije materiál na trpaslíka, který nakonec spustí explozi.
Výsledky tohoto výzkumu vedené Pilar Ruiz-Lapuente z University of Barcelona ve Španělsku jsou zveřejňovány v britském vědeckém časopise Nature 28. října. "Nebyl žádný předchozí důkaz, který by ukazoval na nějaký konkrétní druh doprovodné hvězdy z mnoha navrhovaných." Zde jsme určili jasnou cestu: krmná hvězda je podobná našemu Slunci, o něco starší, “říká Ruiz-Lapuente. "Vysoká rychlost hvězdy nás upozornila na to," dodala.
Supernovy typu Ia se používají k měření historie míry expanze vesmíru, a tak jsou zásadní pro pomoc astronomům pochopit chování temné energie, neznámé síly, která urychluje expanzi vesmíru. Nalezení důkazů, které potvrzují teorii o tom, jak exploze supernov typu Ia je zásadní pro zajištění astronomů, že objekty lze lépe chápat jako spolehlivé kalibrátory expanze vesmíru.
Identifikace pozůstalého člena hvězdného dua zní jako příběh o vyšetřování místa činu. Přestože dnešní astronomové dorazili na místo katastrofy o 432 let později, pomocí astronomické forenzní služby vyhodili jednoho z pachatelů, kteří se vynořili z místa výbuchu (který je nyní obklopen obrovskou bublinkou horkého plynu zvaného Tycho's Supernova Remnant). . Za posledních sedm let byla útěková hvězda a její okolí studována s různými dalekohledy. Hubbleův kosmický dalekohled hrál klíčovou roli tím, že přesně změřil pohyb hvězdy na pozadí oblohy. Hvězda překračuje rychlostní limit pro konkrétní oblast Galaxie Mléčná dráha tím, že se pohybuje třikrát rychleji než okolní hvězdy. Jako kámen hozený prakem se hvězda vrhla do vesmíru a zachovala si rychlost svého orbitálního pohybu, když byl systém přerušen výbuchem bílého trpaslíka.
To samo o sobě je pouze nepřímým důkazem, že hvězda je pachatelem, protože existují alternativní vysvětlení jejího podezřelého chování. Mohlo by to spadnout vysokou rychlostí z galaktického halou, který obklopuje disk Mléčné dráhy. Ale spektra získaná pomocí 4,2-metrového dalekohledu William Herschel v La Palma a 10 metrů W.M. Keckovy dalekohledy na Havaji ukazují, že podezřelý má vysoký obsah těžkých prvků typický pro hvězdy žijící na disku Mléčné dráhy, nikoli na halo.
Hvězda nalezená týmem Ruiz-Lapuente je stárnoucí verze našeho Slunce. Hvězda se začala rozšiřovat v průměru, jak postupuje k fázi červeného obra (koncová fáze životnosti hvězdy podobné Slunci). Hvězda dopadá tak, aby zapadala do profilu pachatele do jedné z navrhovaných supernovských dohadů. V binárních systémech typu Ia supernovy bude hmotnější hvězda v páru stárnout rychleji a nakonec se stane bílou trpaslíkovou hvězdou. Když pomalu se rozvíjející společenská hvězda následně stárne do bodu, kdy začíná balonit, rozlévá vodík na trpaslíka. Vodík se hromadí, dokud bílý trpaslík nedosáhne kritického a přesného hmotnostního prahu, který se nazývá Chandrasekharův limit, kde exploduje jako titanická jaderná bomba. Energetický výstup této exploze je tak dobře známý, že může být použit jako standardní svíčka pro měření velkých astronomických vzdáleností. (Astronomická „standardní svíčka“ je jakýkoli typ světelného předmětu, jehož vnitřní síla je tak přesně stanovena, že může být použit k měření vzdáleností na základě rychlosti, kterou světlo stmívá nad astronomickými vzdálenostmi).
"Mezi různými systémy obsahujícími bílé trpaslíky, které přijímají materiál od společníka se sluneční hmotou, se někteří domnívají, že jsou teoreticky životaschopnými progenitory typu Ia supernovae." Systém zvaný U Scorpii má bílého trpaslíka a hvězdu podobnou té, kterou jsme našli zde. Tyto výsledky by potvrdily, že takové binární soubory skončí výbuchem, jako je ten, který pozoroval Tycho Brahe, ale od nynějška by to mělo nastat několik stovek tisíc let, “říká Ruiz-Lapuente.
Alternativní teorie supernovy typu Ia je, že se dva bílí trpaslíci obíhají navzájem a postupně ztrácí energii prostřednictvím emise gravitačního záření (gravitačních vln). Když ztratí energii, spirálovitě se k sobě přitahují a nakonec se slučují, což má za následek bílého trpaslíka, jehož hmotnost dosahuje hranice Chandrasekharu, a exploduje. „Tychovo supernovy se nezdají být vytvořeny tímto mechanismem, protože byl nalezen pravděpodobný přežívající společník,“ říká Alex Filippenko z Kalifornské univerzity v Berkeley, spoluautor tohoto výzkumu. Říká, že je stále možné, že existují dvě různé evoluční cesty k supernovám typu Ia.
11. listopadu 1572 si Tycho Brahe všiml hvězdy v souhvězdí Cassiopeia, která byla stejně jasná jako planeta Jupiter (která byla na noční obloze v Pisces). Žádná taková hvězda nebyla na tomto místě dříve pozorována. Brzy se rovnala Venuše v jasu (což bylo na předmořské obloze -4,5 magnitudy). Asi dva týdny byla hvězda vidět za denního světla. Koncem listopadu začalo blednout a měnit barvu, z jasně bílé na žlutou a oranžovou na slabé načervenalé světlo, které konečně vybledlo z viditelnosti v březnu 1574, kdy bylo pouhým okem viditelné asi 16 měsíců. Tychovo pečlivé záznamy o rozjasnění a stmívání supernovy nyní umožňují astronomům identifikovat svůj „světelný podpis“ jako supernovy typu Ia.
Supernova Tycha Braheho byla velmi důležitá v tom, že pomohla astronomům 16. století opustit myšlenku neměnnosti nebes. V současnosti zůstávají supernovy typu Ia klíčovými hráči v nejnovějších kosmologických objevech. Abychom se o nich a jejich výbuchovém mechanismu dozvěděli více a aby byli ještě užitečnější jako kosmologické sondy, studuje současný projekt Hubbleova vesmírného teleskopu vedený Filippenkem vzorek supernovy v jiných galaxiích v okamžiku, kdy explodují.
Původní zdroj: Hubble News Release
