Študije rentgenske in ultravijolične emisije s satelitom Swift (NASA) omogočajo nov vpoglej v ozadje nastanka zelo pomembnih zvezdnih eksplozij, supernov tipa Ia.
Te eksplozije, ki so lahko več tednov svetlejše kot galaksija, v kateri se nahajajo, izsevajo ogromne količine energije v območju optičnih valovnih dolžin. Takšne kvalitete naredijo supernove tipa Ia zelo koristna orodja za merjenje razdalj. Ker astronomi poznajo svetlost takšnih supernov v njihovem lastnem sistemu, je njihova navidnezna magnituda posledično le funkcija razdalje.
"Zaradi njihovega pomembnega mesta v astronomiji, je kar malenkost sramotno za astronome da ne poznamo osnovnih lastnosti okolja, v katerem se nahajajo takšne supernove," je povedal Stefan Immler, astrofizik v Goddard Space Flight Centru (NASA). "Sedaj imamo, zahvaljujoč podatkom v rentgenskem in ultravijoličnem območju iz satelita Swift, čistejšo sliko o tem, kaj je potrebno za eksplozijo takšnih zvezd."
Astronomi že desetletja vedo, da supernove tipa Ia nastanejo v povezavi z belimi pritlikavkami, ki jih do detonacije privede kritična masa. Okolje, v katerem se zgodi eksplozija, pa je težje razumeti. V najbolj preprostem in običajnem scenariju, bela pritlikavka kroži okrog neke normalne zvezde in vleče tok materiala iz nje. Ta material se nabira na beli pritlikavki, dokler masa bele pritlikavke ne preseže kritične mase, kar privede do eksplozije. "Manjkajoča podrobnost je bila, kakšne zvezde se nahajajo v območjih, v katerih nastajajo supernove tipa Ia. Lahko gre za zvezde kot je Sonce ali pa mnogo bolj masivne rdeče in modre nadorjakinje," je povedal Brock Russell, diplomski študent na Univerzi v Marylandu in glavni avtor študije. V drugem scenariju supernova nastane, ko dve beli pritlikavki v binarnem sistemu trčita. Opazovanja kažejo, da se lahko pojavita oba scenarija, vendar nihče ne ve kateri do scenarijev je bolj pogost. Spodnja slika prikazuje ta dva tipa supernov. Prvi dve shemi prikazujeta belo pritlikavko, ki vleče material iz rdeče nadorjakinje (levo) ali iz zvezde, ki je podobna našemu Soncu (desno). Tretja shema pa prikazuje dvojni sistem belih pritlikavk, ki sčasoma trčita:
Primarna misija satelita Swift je lociranje izbruhov sevanja gama, ki so najbolj oddaljene in najbolj energetske eksplozije v vesolju, povezane z rojstvom črnih lukenj. Medtem ko Swift ne posveča časa opazovanjem izbruhov sevanja gama, ga astronomi uporabljajo za študijo drugih objektov, kar vključuje tudi novo odkrite supernove. Z rentgenskim teleskopom na satelitu so opazovali že preko 200 supernov do danes, med katerimi jih je okrog 30 procentov tipa Ia.
Russell in Immler sta zbrala rentgenske podatke za 53 najbolj bližnjih znanih supernov tipa Ia, vendar nista uspela opaziti rentgenskega izvora. Zvezde se skrivajo v oblakih plina in prahu v času njihovega življenja. Ko udarni val supernove gre preko materiala, se material ogreje in seva rentgensko svetlobo. Glede na to, da astronoma v svojih podatkih nista opazila rentgenske svetlobe, lahko sklepamo, da nadorjakinje, pa tudi zvezde kot je naše Sonce v fazi rdečih orjakinj, verjetno niso pristone v dvojnem sistemu, ki gosti supernovo. V vzporedni študiji, ki jo je vodil Peter Brown iz univerze v Utahu, Salt Lake City, so prav tako študirali 12 supernov tipa Ia, ki so jih opazovali s Swiftovim ultravijoličnim teleskopom, manj kot 10 dni po eksploziji. Udarni val supernove bi moral proizvesti ultravijolično svetlobo, ko zadane plasti zvezde spremljevalke. Vendar teleskop na satelitu Swift ni zaznal te emisije, kar je pripeljalo do zaključka, da verjetno v dvojnih sistemih supernov tipa Ia ni velikih rdečih orjakinj. Spodnja slika prikazuje rentgenski posnetek supernov tipa Ia (vseh 53 posnetkov je združenih). Vidimo, da v centru slike, kjer se supernove nahajajo, ne vidimo rentgenskega sevanja, ampak le sevanje iz ozadja:
Če torej povzamemo ugotovitve, naj bi v dvojnem sistemu, v katerem se zgodi eksplozija supernove, poleg bele pritlikavke bila ali majhna, mlada zvezda podobna našemu Soncu, ali pa še ena bela pritlikavka. Več opazovanj bližnjih supernov tipa Ia bo lahko potrdilo ali pa ovrglo te zanimive rezultate.
Vir: NASA