Simulace s vysokým rozlišením galaxie, která je hostitelem supersvětelné supernovy a jejího chaotického prostředí na počátku vesmíru. Kredit: Adrian Malec a Marie Martig (Swinburne University)
Některé z nejstarších hvězd byly masivní a krátkodobé, jejichž cílem bylo ukončit jejich životy obrovskými výbuchy. Astronomové zjistili některé z nejstarších a nejvzdálenějších z těchto explodujících hvězd, které se nazývají „supersvětelné“ supernovy - hvězdné exploze 10–100krát jasnější než jiné typy supernov. Duo nastaví rekord pro nejvzdálenější supernovu, která byla dosud detekována, a nabízí vodítka o velmi ranném vesmíru.
"Světlo těchto supernov obsahuje podrobné informace o dětství vesmíru v době, kdy některé z prvních hvězd stále kondenzují z vodíku a helia tvořeného Velkým třeskem," řekl Dr. Jeffrey Cooke, astrofyzik z Swinburne University of Technology v Austrálii, jejíž tým objev objevil.
Tým použil kombinaci dat z dalekohledu Kanada-Francie-Havaj a dalekohledu Keck 1, které se nacházejí na Havaji.
"Typ supernovy, který jsme našli, je extrémně vzácný," řekl Cooke. „Ve skutečnosti byl před naší prací objeven pouze jeden. Tento konkrétní typ supernovy je důsledkem smrti velmi masivní hvězdy (asi 100 - 250krát větší než naše Slunce) a exploduje úplně jiným způsobem než jiné supernovy. Objevování a studium těchto událostí nám poskytuje observační příklady, abychom jim lépe porozuměli a chemikáliím, které se po smrti dostanou do vesmíru. “
Supersvětelné supernovy byly objeveny teprve před několika lety a v blízkém vesmíru jsou vzácné. Jejich původ není dobře pochopen, ale předpokládá se, že k jejich malé podskupině dojde, když extrémně masivní hvězdy, 150 až 250krát hmotnější než naše Slunce, podstoupí jaderný výbuch spuštěný přeměnou fotonů na páry elektron-pozitron. Tento proces je ve srovnání se všemi ostatními typy supernov zcela odlišný. Očekává se, že k těmto událostem dochází častěji v časném vesmíru, kdy byly častější hmotné hvězdy.
Toto a extrémní jas těchto událostí povzbudily Cookeho a jeho kolegy k tomu, aby hledali supersvětelné supernovy při rudých posunech, z, větších než 2, když byl vesmír méně než čtvrtina současného věku.
"Použili jsme LRIS (zobrazovací spektrometr s nízkým rozlišením) na Keck I, abychom dostali hlubokou spektroskopii k potvrzení redshifts hostitele a k hledání pozdní emise ze supernov," řekl Cooke. „Počáteční detekce byly nalezeny v polích CFHT Legacy Survey Deep. Světlo ze supernov dorazilo sem na Zemi před 4 až 6 lety. K potvrzení jejich vzdáleností musíme získat spektrum jejich hostitelských galaxií, které jsou velmi slabé kvůli jejich extrémní vzdálenosti. To umožnila velká clona Keck a vysoká citlivost LRIS. Navíc, některé supernovy mají dostatečně jasné emisní vlastnosti, které přetrvávají roky poté, co explodovaly. Hluboká Keckova spektroskopie je schopna tyto linie detekovat jako další prostředek pro potvrzení a studium. “
Cooke a spolupracovníci prohledávali velký objem vesmíru na z větším nebo rovném 2 a našli dva superosvětelné supernovy při redshiftech 2,05 a 3,90 - prolomení předchozího supernovského redshiftového záznamu 2,36 a znamenající produkci míra super-světelné supernovy při těchto červených posunech nejméně 10krát vyšší než v nedalekém vesmíru. Ačkoli spektra těchto dvou objektů způsobují, že je nepravděpodobné, že jejich předci byli mezi první generací hvězd, současné výsledky naznačují, že detekce těchto hvězd nemusí být daleko od našeho pochopení.
Detekce prvních hvězd nám umožňuje mnohem větší pochopení prvních hvězd ve vesmíru, řekl Cooke.
"Krátce po Velkém třesku byl ve vesmíru pouze vodík a helium," řekl. "Všechny ostatní prvky, které dnes vidíme kolem nás, jako je uhlík, kyslík, železo a křemík, byly vyrobeny v jádrech hvězd nebo během výbuchů supernovy." První hvězdy, které se vytvořily po Velkém třesku, položily rámec pro dlouhý proces obohacení vesmíru, který nakonec vytvořil rozmanitou sadu galaxií, hvězd a planet, které dnes kolem sebe vidíme. Naše objevy zkoušejí časný čas ve vesmíru, který se překrývá s časem, který očekáváme, že uvidíme první hvězdy. “
Zdroje: Keckova observatoř, příroda
