Kosmiczny wybuch pod lupą astronomów. Zarejestrowali kształt supernowej zaledwie dzień po eksplozji!

• Po raz pierwszy w historii zarejestrowano kształt supernowej tuż po wybuchu.
• Odkrycia dokonano dzięki teleskopowi VLT w Chile i międzynarodowej współpracy.
• Eksplozja miała charakterystyczny, oliwkowy kształt z wyraźną osią symetrii.
• Odkrycie pozwala wykluczyć niektóre modele wybuchów masywnych gwiazd i udoskonalić inne.
• Więcej ciekawych informacji z Polski i świata znajdziesz na RMF24.pl.

Wszystko zaczęło się w nocy z 10 na 11 kwietnia 2024 roku, kiedy to detektory wychwyciły sygnał supernowej - SN 2024ggi - w galaktyce NGC 3621, położonej w gwiazdozbiorze Hydry, 22 miliony lat świetlnych od Ziemi. Dla astronomów była to niepowtarzalna okazja, by przyjrzeć się z bliska narodzinom supernowej. 

Dr Yi Yang z Uniwersytetu Tsinghua w Pekinie wykazał się refleksem i wysłał wniosek o skierowanie teleskopu VLT na świeżo odkrytą supernową. Dzięki błyskawicznej reakcji i współpracy międzynarodowej już 26 godzin po pierwszej detekcji, potężne zwierciadła VLT w Chile skierowały się na SN 2024ggi. To, co udało się uchwycić, przeszło najśmielsze oczekiwania. 

Pierwsze obserwacje VLT uchwyciły fazę, w której materia przyspieszona przez eksplozję w centrum gwiazdy przebijała się przez jej powierzchnię. Przez kilka godzin można było jednocześnie obserwować geometrię gwiazdy i samej eksplozji - tłumaczy współautor pracy, astronom ESO, Dietrich Baade. 

Zaskoczeniem był kształt samej eksplozji. Dzięki zaawansowanej technice zwanej spektropolarymetrią, zespół naukowców odkrył, że początkowy wybuch miał formę oliwki. Materia została wyrzucona głównie w dwóch kierunkach - powyżej i poniżej gwiazdy - tworząc wydłużony, symetryczny kształt. W miarę jak eksplozja rozprzestrzeniała się na zewnątrz i zderzała z otaczającą gwiazdę materią, kształt ten się spłaszczał, ale oś symetrii pozostała niezmieniona.

Spektropolarymetria dostarcza informacji o geometrii eksplozji, których nie dają żadne inne metody obserwacji, ponieważ skale kątowe są zbyt małe, by je rozdzielić - mówi współautor badania, prof. Lifan Wang z Texas A&M University. Nawet jeśli eksplodująca gwiazda widoczna jest jako pojedynczy punkt, polaryzacja jej światła zdradza ukryte szczegóły jej kształtu.

Supernowe masywnych gwiazd, których masa przekracza osiem mas Słońca, od lat stanowią jedną z największych zagadek astrofizyki. Choć wiadomo, że kończą życie spektakularnym wybuchem, mechanizmy rządzące tym procesem wciąż są przedmiotem debat. SN 2024ggi była tu klasycznym przykładem. Wybuch dotyczył gwiazdy typu czerwonego nadolbrzyma o masie 12-15 razy większej od Słońca i promieniu aż 500 razy większym.

W trakcie życia gwiazda utrzymuje kulisty kształt dzięki równowadze między grawitacją a ciśnieniem generowanym przez reakcje jądrowe. Gdy kończy się paliwo, jądro zapada się, a zewnętrzne warstwy spadają na nie i odbijają się, tworząc falę uderzeniową, która rozrywa gwiazdę. To właśnie moment, gdy fala przebija się przez powierzchnię, jest kluczowy dla zrozumienia, jak naprawdę wyglądają te kosmiczne eksplozje.

Odkrycie, że eksplozja ma wyraźnie zdefiniowaną oś symetrii i kształt oliwki, pozwala naukowcom wykluczyć niektóre dotychczasowe modele supernowych i udoskonalić inne. Te wyniki sugerują istnienie wspólnego mechanizmu fizycznego, który napędza eksplozje wielu masywnych gwiazd, przejawiającego się wyraźną symetrią osiową i działającego na dużą skalę - podsumowuje dr Yang.

To przełomowe odkrycie nie byłoby możliwe bez międzynarodowej współpracy i błyskawicznej reakcji na nowe zjawisko. Jak podkreśla Ferdinando Patat, astronom ESO i współautor publikacji, "to odkrycie nie tylko zmienia nasze rozumienie wybuchów gwiazd, ale także pokazuje, jak wiele można osiągnąć, gdy nauka przekracza granice. To potężne przypomnienie, że ciekawość, współpraca i szybkie działanie mogą otworzyć drzwi do głębokich tajemnic Wszechświata". 

Odkrycie kształtu supernowej SN 2024ggi to dopiero początek. Astronomowie już planują kolejne obserwacje i analizy, które pozwolą jeszcze lepiej zrozumieć mechanizmy rządzące śmiercią masywnych gwiazd. Być może wkrótce dowiemy się, czy oliwkowy kształt eksplozji to reguła, czy wyjątek - i jak wpływa on na powstawanie nowych gwiazd, planet, a nawet życia w kosmosie.

Na podstawie materiałów prasowych ESO.