Supernowa, która nie przestaje wybuchać
Supernowa – umierająca gwiazda – została zaobserwowana w trakcie eksplozji we wrześniu 2014 roku. Do dziś jednak nie zgasła. Zamiast tego eksploduje raz za razem. Trwa to już 10 razy dłużej niż w przypadku którejkolwiek dotąd obserwowanej supernowej tego typu.
Większość supernowych wybucha tylko raz, po czym zapada się w mrok. Tymczasem supernowa iPTF14hls, odkąd dr Iair Arcavi, astronom z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara zaczął ją oberwować w 2014 roku, rozświetliła się już pięciokrotnie. I wydaje się, że dopiero teraz zaczyna zmierząc ku swojemu przeznaczeniu.
– Dotąd odmawiała powiedzenia uprzejmego acz stanowczego "dobranoc" i po prostu wybuchała raz za razem - swobodnie opowiada Stan Woosley, profesor astronomii i astrofizyki w Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz. Podkreśla od razu, że można zaobserwować ślady przynajmniej jednej wcześniejszej eksplozji w postaci skorupy materiału wokół gwiazdy.
Światło pochodzące z iPTF14hls ma oznaczenia charakterystyczne dla supernowej typu II-P, w którym jądro masywnej gwiazdy zapada się i staje się gwiazdą neutronową, czego wynikiem jest potężna fala uderzeniowa wyrzucająca ogromne ilości materii bogatej w wodór do zewnętrznych warstw gwiazdy. Rozbłysk takiej gwiazdy trwa około 100 dni, po czym gwiazda bleknie. Ta supernowa zachowuje się trochę jak ty II-P działający w zwolnionym tempie. Po 600 dniach rozbłysków wygląda jak typ II-P po 60 dniach. Emituje do tego o wiele więcej energii niż jakakolwiek dotąd obserwowana supernowa typu II-P.
Archavi i jego zespół próbują znaleźć model matematyczny, który będzie odpowiadał zachowaniu tej gwiazdy, dotąd jedna bez powodzenia - nic, co dotąd znaliśmy, nie odpowiada otrzymanym danym. Prof. Woosley i dr Arcavi zgadzają się co do tego, że najbardziej obiecującym modelem jest pulsująca supernowa, powstająca z powodu niestabilności kreacji par (ang. pulsational pair instability supernova). Środki bardzo dużych gwiazd – około 95-130 razy większych od Słońca – mogą osiągać temperaturę ponad miliarda stopni Celsiusza. W takich temperaturach promienie gamma w jądrze gwiazdy tworzą pary – elektronu i jego antymaterialnego kontrpartnera – pozytonu.
Ciśnienie promieniowania gamma powstrzymuje gwiazdę przed zapadnięciem się pod ciężarem własnej grawitacji. Kiedy promienie zmieniają się w cząsteczki, gwiazda zaczyna się zapadać w samą siebie, doprowadzając do eksplozji, które mogą wysadzać zewnętrzne warstwy gwiazdy, resztę pozostawiając nienaruszoną, dzięki czemu ten sam proces może się wielokrotnie powtórzyć.
To jedyne wydedukowane dotąd możliwe uzasadnienie dla okoliczności, jakie obserwujemy w przypadku iPTF14hls i być może także wcześniejszych wybuchów, zaobserwowanych w tym samym punkcie już w 1954 roku. Nie jest to jednak w pełni przekonująca teoria. Tego typu supernowe nie nie produkują bowiem zwykle takich ilości energii i mieszanki elementów, jak ma to miejsce tym razem.
– To bez wątpienia jedna z pięciu najdziwniejszych supernowych jakie poznaliśmy – konkluduje Ashley Pagnotta, assistant professor z College of Charleston in South Carolina – jest zdecydowanie za wcześniej, żeby precyzyjnie odpowiedzieć na pytanie, z czym mamy do czynienia. Z pewnością jest to coś niespotykanego.
Badania opisano w czasopiśmie "Nature" (Nature, DOI: 10.1038/nature24030)
Opracowano na podstawie artykułu A bizarre supernova keeps exploding over and over again opublikowanego w serwisie Newscientist.com
