Umjetnička koncepcija binarnog zvjezdanog sustava koji proizvodi ponavljajuće nove, i na kraju, supernovu PTF 11kx. (Zasluge: Romano Corradi i Instituto de Astrofísica de Canarias)
Iako su se desetljećima koristile kao 'standardne svijeće' za mjerenje kozmičke udaljenosti, supernove tipa Ia mogu nastati iz različitih vrsta zvjezdanih sustava, prema nedavnim zapažanjima koje je proveo tim Palomar Transient Factory u kalifornijskom laboratoriju Berkeley.
Procijeniti udaljenosti u međugalaktičkom prostoru odavde na Zemlji nije lako. Unutar Mliječne staze — pa čak i obližnjih galaksija — svjetlost koju emitiraju redovito pulsirajuće zvijezde (nazvane Cefeidne varijable) može se koristiti za određivanje koliko je udaljeno područje u svemiru. Izvan naše lokalne grupe galaksija, međutim, pojedinačne zvijezde se ne mogu razlučiti, pa su kako bi shvatili koliko su udaljene galaksije astronomi naučili koristiti svjetlost mnogo svjetlijih objekata: supernove tipa Ia, koje mogu bljesnuti sjajem ekvivalentnim 5 milijardi Sunaca.
Supernove tipa Ia stvaraju se iz posebnog uparivanja dviju zvijezda koje kruže jedna oko druge: jedan supergusti bijeli patuljak koji crta od suputnika dok se ne postigne kritična masa — oko 40% masivnija od Sunca. Pretrpani bijeli patuljak iznenada prolazi kroz brzu seriju termonuklearnih reakcija, eksplodirajući u nevjerojatno jarkom izljevu materijala i energije... svjetionik vidljiv u cijelom Svemiru.
Budući da je utvrđeno da su energija i osvjetljenje supernove tipa Ia tako dosljedno slične, udaljenost se može mjeriti njihovom prividnom svjetlinom viđenom sa Zemlje. Što je ona slabija kada se promatra, to je njena galaksija udaljenija. Na temelju ove naizgled univerzalne sličnosti, smatralo se da ove supernove moraju biti stvorene u vrlo sličnim situacijama... pogotovo jer nijedna nije izravno promatrana - do sada.
Međunarodni tim astronoma koji radi na Tvornica prijelaza Palomar kolaborativno istraživanje je po prvi put promatralo par zvijezda tipa Ia koji stvara supernovu - nazvan aprogenitorski sustav— nalazi se u zviježđu Ris. Nazvan PTF 11kx, sustav, za koji se procjenjuje da je udaljen oko 600 milijuna svjetlosnih godina, sadrži bijelog patuljka i zvijezdu crvenog diva, spoj koji nije viđen u prethodnim (iako neizravnim) promatranjima.
'Potpuno je iznenađenje otkriti da termonuklearne supernove, koje sve izgledaju tako slične, dolaze iz različitih vrsta zvijezda', kaže Andy Howell, zaposlenik na Globalnoj mreži teleskopa Las Cumbres Observatory (LCOGT) i koautor na rad, objavljen u broju od 24. kolovoza Znanost . 'Kako bi ti događaji mogli izgledati tako slični, ako su imali različito podrijetlo?'
Početna promatranja PTF-a 11kx omogućili su robotski teleskop postavljen na 48-inčni teleskop Samuel Oschin u kalifornijskom zvjezdarnici Palomar, kao i brzi podatkovni cjevovod koji su osigurali NSF, NASA i Ministarstvo energetike. Supernova je identificirana 16. siječnja 2011. i potkrijepljena naknadnim spektrografskim podacima iz Lick Observatory, nakon čega su uslijedila neposredna 'hitna' promatranja s teleskopom Keck na Havajima.
'U osnovi smo pozvali kolegu promatrača UC-a i prekinuli njihova promatranja kako bismo dobili spektre koji su kritični za vrijeme', rekao je Peter Nugent, viši znanstvenik u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Berkeley i koautor rada.
Keckova opažanja su pokazala da PTF 11kx post-supernova sustav sadrži sporo gibajuće oblake plina i prašine koji nisu mogli doći od nedavnog događaja supernove. Umjesto toga, oblaci - koji su zabilježili visoku količinu kalcija u Lick spektrografskim podacima - morali su potjecati od prethodnog događaja nove u kojem se bijeli patuljak nakratko zapalio i otpuhao vanjski sloj svoje atmosfere. Tada se vidjelo da se ovaj oblak koji se širi usporava, vjerojatno zbog zvjezdanog vjetra s pratioca crvenog diva.
(Koja je razlika između nove i supernove? Pročitajte NASA-in STEREO uočava novu Novu )
Konačno je na usporavajući oblak nove utjecao izljev supernove koji se brzo kretao, o čemu svjedoči iznenadni nalet kalcijevog signala koji se postupno smanjivao u dva mjeseca od siječanjskog događaja. Ova eksplozija kalcija je zapravo bila supernova koja je udarila u novu i uzrokovala njezino 'svjetljenje'.
Promatranja PTF 11kx pokazuju da supernova tipa Ialimenkajavljaju se u progenitorskim sustavima gdje je bijeli patuljak doživio nove erupcije, vjerojatno više puta - scenarij za koji su mnogi astronomi prije mislili da se ne može dogoditi. To bi čak moglo značiti da je PTF 11kx potpuno nova vrsta supernove tipa Ia, i iako je dosad bila neviđena i rijetka, nije jedinstvena.
Što znači da će naše kozmičke 'standardne svijeće' možda trebati podrezati svoje fitilje.
'Znamo da se supernove tipa 1a neznatno razlikuju od galaksije do galaksije i kalibrirali smo za to, ali ovo promatranje PTF 11kx pruža prvo objašnjenje zašto se to događa', rekao je Nugent. 'Ovo otkriće nam daje priliku da poboljšamo i poboljšamo točnost naših kozmičkih mjerenja.'
Izvor: News centar Berkeley Lab
Umetnute slike: PTF 11kx promatranje (BJ Fulton, Globalna mreža teleskopa Las Cumbres Observatory) / 48-inčna kupola teleskopa Samuel Oschin u zvjezdarnici Palomar. Video: Romano Corradi i Instituto de Astrofísica de Canarias