Umělcova koncepce binárního hvězdného systému, který produkuje opakující se novae a nakonec supernovu PTF 11kx. (Kredit: Romano Corradi a Instituto de Astrofísica de Canarias)
Ačkoli byly supernovy typu Ia používány jako „standardní svíčky“ měření kosmické vzdálenosti po celá desetiletí, mohou být výsledkem různých druhů hvězdných systémů, podle posledních pozorování provedených týmem Palomar Transient Factory v kalifornské Berkeley Lab.
Posouzení vzdáleností v mezigalaktickém prostoru odtud na Zemi není snadné. V Mléčné dráze - a dokonce i v blízkých galaxiích - může být světlo emitované pravidelně pulzujícími hvězdami (nazývané proměnné Cepheid) určeno, jak daleko je oblast ve vesmíru. Mimo naši vlastní lokální skupinu galaxií však nelze jednotlivé hvězdy rozlišit, a tak aby se zjistilo, jak daleko jsou vzdálené galaxie astronomové, naučili se používat světlo z mnohem jasnějších objektů: Typ Ia supernovae, který může vzplanout se s brilancí rovnající se 5 miliardům sluncí.
Supernovy typu Ia jsou vytvořeny ze speciálního páru dvou hvězd, které se obíhají navzájem: jeden superhustý bílý trpaslík, kterým se kreslí, od společníka, dokud není dosaženo kritické hmotnosti - asi o 40% hmotnější než Slunce. Přeplněný bílý trpaslík náhle podléhá rychlé sérii termonukleárních reakcí, explodujících v neuvěřitelně jasném výbuchu materiálu a energie… majáku viditelném po celém vesmíru.
Protože bylo zjištěno, že energie a jas supernov typu Ia jsou stejně konzistentní, lze vzdálenost měřit podle jejich zjevné jasnosti při pohledu ze Země. Tlumič je pozorován, čím dál je jeho galaxie. Na základě této zdánlivě univerzální podobnosti se předpokládalo, že tyto supernovy musí být vytvořeny ve velmi podobných situacích ... zejména protože žádná nebyla přímo pozorována - dosud.
Mezinárodní tým astronomů pracujících na společném průzkumu Palomar Transient Factory poprvé pozoroval hvězdný pár vytvářející supernovy typu Ia - nazývaný progenitorový systém - nachází se v souhvězdí Lynx. Systém pojmenovaný PTF 11kx, který se odhaduje na asi 600 milionů světelných let daleko, obsahuje bílého trpaslíka a červenou obří hvězdu, spojku, která nebyla pozorována v předchozích (i když nepřímých) pozorováních.
"Je naprostým překvapením, když zjistíme, že termonukleární supernovy, které se zdají být tak podobné, pocházejí z různých druhů hvězd," říká Andy Howell, vědecký pracovník v Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGT) a spoluautor referát, publikovaný ve 24. vydání časopisu Science. "Jak by mohly tyto události vypadat tak podobné, kdyby měly různý původ?"
Počáteční pozorování PTF 11kx byla umožněna robotickým dalekohledem namontovaným na 48palcovém dalekohledu Samuel Oschin na kalifornské observatoři Palomar, jakož i vysokorychlostním datovým potrubím poskytovaným NSF, NASA a ministerstvem energetiky. Supernova byla identifikována 16. ledna 2011 a podporována následnými spektrografickými údaji z Lickovy observatoře, následovaná okamžitými „nouzovými“ pozorováními s Keck Telescope na Havaji.
"V zásadě jsme povolali kolegy pozorovatele UC a přerušili jsme jejich pozorování, abychom získali časově kritická spektra," řekl Peter Nugent, vedoucí vědec v Lawrence Berkeley National Laboratory a spoluautor na papíře.
Keckova pozorování ukázala, že post-supernovový systém PTF 11kx obsahuje pomalu se pohybující oblaky plynu a prachu, které nemohly pocházet z nedávné supernovy události. Místo toho musí mraky - které se v Lickových spektrografických datech vyznačovaly vysokým obsahem vápníku - pocházet z předchozí nova události, při které bílý trpaslík krátce zapálil a sfoukl vnější vrstvu své atmosféry. Tento rozrůstající se oblak byl poté viděn jako zpomalující, pravděpodobně kvůli hvězdnému větru od doprovodného červeného obra.
(Jaký je rozdíl mezi novou a supernovou? Přečtěte si STEREO NASA Spots a New Nova)
Nakonec zpomalující nova cloud byl ovlivněn rychle se pohybujícím výbuchem ze supernovy, o čemž svědčí náhlý výbuch signálu vápníku, který se postupně během dvou měsíců od lednové události postupně zmenšoval. Toto vápníkové prasknutí bylo ve skutečnosti supernovou, která zasáhla nova a způsobila „rozsvícení“.
Pozorování PTF 11kx ukazují, že supernova typu Ia umět vyskytují se v progenitorových systémech, kde bílý trpaslík podstoupil nové erupce, možná opakovaně - scénář, o kterém si mnozí astronomové dříve mysleli, že se nemůže stát. To by mohlo dokonce znamenat, že PTF 11kx je zcela nový druh supernovy typu Ia, ačkoli dříve neviděný a vzácný, není ojedinělý.
Což znamená, že naše kosmické „standardní svíčky“ mohou potřebovat oříznutí knotů.
"Víme, že supernovy typu 1a se mírně liší od galaxie k galaxii, a my jsme ji kalibrovali, ale toto pozorování PTF 11kx poskytuje první vysvětlení, proč k tomu dochází," řekl Nugent. "Tento objev nám dává příležitost upřesnit a zlepšit přesnost našich kosmických měření."
Zdroj: Informační středisko Berkeley Lab
Inset images: Pozorování PTF 11kx (BJ Fulton, Globální dalekohledová síť Observatory Las Cumbres) / 48palcová dalekohled Samuel Oschin Telescope na Palomar Observatory. Video: Romano Corradi a Instituto de Astrofísica de Canarias
