Rodzaje supernowych
Przez długie lata astronomowie wyróżniali dwa typy supernowych – I (wraz z podtypami 1a, 1b i 1c) oraz II. Supernowe typu I to takie, w których widmie nie występują linie absorpcyjne wodoru, a supernowe typu II to takie, w których widmie te linie są obecne. Supernowe typu Ia powstają zwykle z białego karła, który latami pochłaniał materię z towarzyszącej mu większej gwiazdy, supernowe typu Ib i Ic z masywnej gwiazdy, która przed wyczerpaniem całego paliwa jądrowego zdążyła utracić większość warstw zewnętrznych wskutek silnego wiatru gwiazdowego lub interakcji z towarzyszem, a supernowe typu II z gwiazdy o masie większej niż 9 mas Słońca – gdy jej jądro osiągnie masę większą niż około 1,4 masy Słońca. W przypadku supernowych typu I ma miejsce termonuklearna eksplozja, a w przypadku supernowych typu II kolaps gwiazdy.
Kilkadziesiąt lat temu wysunięto postulat, że może istnieć jeszcze jeden, pośredni typ supernowych. Mowa o supernowych ECS, w przypadku których dochodzi do tak zwanego wychwytu elektronów (ang. electron capture supernova). Te mają powstawać gdy jądro gwiazdy składające się z tlenu, neonu i magnezu nie jest wystarczająco masywne, by powstało w nim żelazo. W rezultacie fuzja jądrowa przestaje w nim zachodzić, a część jego elektronów uderza w jądra swoich atomów. Jądra te elektrony przechwytują, co prowadzi do destabilizacji wnętrza gwiazdy. Zatem, ta zapada się pod swoim ciężarem i wybucha jako supernowa.
Wyjątkowe supernowe, wyjątkowe gwiazdy
Na przestrzeni lat naukowcy odkryli, że supernowa ECS powinna powstać z rzadkiego typu gwiazdy – gwiazdy typu SAGB (ang. super-asymptotic giant branch). Gwiazdy tego typu to takie gwiazdy, których masa plasuje się pomiędzy masą gwiazd kończących swój żywot jako białe karły i masą gwiazd, które wybuchają jako supernowe na drodze kolapsu. Dodatkowo, ich właściwości łączą cechy gwiazd AGB (gwiazd na asymptotycznej gałęzi diagramu Hertzsprunga-Russella) i czerwonych nadolbrzymów. Dodatkowo, aby móc uznać supernową za supernową typu ECS, musi ona spełniać jeszcze 5 kryteriów dodatkowych kryteriów.
Mimo posiadanej przez astronomów wiedzy aż do teraz musieliśmy czekać na faktyczne zidentyfikowanie pierwszej supernowej typu ECS. Ta supernowa to dostrzeżona stosunkowo niedawno SN 2018zd. SN 2018zd znajduje się jakieś 31 milionów lat świetlnych z dala od Ziemi.
Pierwsza supernowa ECS sklasyfikowana
Wykorzystując archiwalne zdjęcia wykonane zanim SN 2018zd wybuchła oraz niedawne fotografie wykonane po eksplozji, astronomowie zauważyli, że spełnia ona wszystkie sześć kryteriów, na podstawie których można stwierdzić, że jest to supernowa ECS.
Supernowa SN 2018zd (duża biała kropka widoczna po prawej stronie obrazu). | Źródło: NASA/STSCI/J. Depasquale; Las Cumbres Observatory
„Na początku zadaliśmy sobie pytanie ‘co to za dziwaczka?’.”, powiedział astrofizyk Daichi Hiramatsu z UCSB. „Następnie zbadaliśmy każdy aspekt SN 2018zd i zdaliśmy sobie sprawę z tego, że każdą jej cechę może wyjaśniać scenariusz przechwytu elektronów.”
Klasyfikacja SN 2018zd rzuca światło na wspomnianą supernową SN 1054, która wybuchła niemal tysiąc lat temu i pozostawiła po sobie słynną Mgławicę Kraba. To nieliczna ze znanych supernowych, które wybuchły w Drodze Mlecznej. Jako że jej eksplozji już dziś nie można obserwować, naukowcy nie są w stanie dokładnie określić jej natury, ale ponieważ jej eksplozja nie była zbyt energetyczna, a skład jej pozostałości jest nietypowy, tak jak w przypadku SN 2018zd, mają oni podstawy by myśleć, że była to właśnie supernowa ECS.
Mgławica Kraba, pozostałość po supernowej SN 1054. | Źródło: NASA, ESA, J. Hester (Arizona State University)
SN 2018zd zapewne nie będzie ostatnią odkrytą supernową ECS. Naukowcy dalej przeczesują nocne niebo w celu poszukiwania materii, która może być pozostałością właśnie po takich supernowych.
Źródło: UCSB, fot. tyt. Canva