Tā kā notiek astronomiskās parādības, supernovas ir vienas no aizraujošākajām un iespaidīgākajām. Šis process notiek, kad noteikta veida zvaigznes sasniedz mūža ilgumu, kur tās eksplodē un izmet ārējos slāņus. Pateicoties pētījumu paaudzēm, astronomi ir spējuši klasificēt novērotās supernovas vienā no divām kategorijām (I un II tips) un noteikt, kuras zvaigznes ir katra priekšteces.
Tomēr līdz šim astronomi nav spējuši noteikt, kura veida zvaigzne galu galā noved pie Ic tipa supernovas - īpašas klases, kurā zvaigznei notiek kodola sabrukšana pēc tam, kad tai ir atdalīts ūdeņradis un hēlijs. Bet pateicoties divu astronomu komandu centieniem, kas pārņēma arhīva datus no Habla kosmiskais teleskops, zinātnieki tagad ir atraduši ilgi meklēto zvaigzni, kas izraisa šāda veida supernovu.
Pamatā tiek uzskatīts, ka I tipa supernovas rodas no binārām sistēmām, kas sastāv no baltā pundura un pavadoņa zvaigznes, kas riņķo cieši kopā. Laika gaitā baltais punduris sāks izdalīt materiālu no pavadoņa, līdz tiks sasniegta kritiskā masa. Tad iesaiņotais baltais punduris piedzīvo kodola sabrukumu un eksplodē neticami spilgtā materiāla un enerģijas uzliesmojumā.
Ic tipa supernovām, kas veido apmēram 20% no masīvajām zvaigznēm, kuras eksplodē pēc kodola sabrukšanas, zvaigzne ir zaudējusi ārējo ūdeņraža slāni un lielāko daļu hēlija. Tiek uzskatīts, ka šīs zvaigznes ir vienas no zināmākajām masīvām - ar vismaz 30 Saules masām - un paliek spožas pat pēc to ārējo slāņu izkliedēšanas. Tāpēc ir bijis noslēpums, kāpēc astronomi nav spējuši to pamanīt, pirms tā pārgāja uz supernovu.
Par laimi, 2017. gadā tika novērota Ic tipa supernova, kas notika jauno zvaigžņu kopā spirālveida galaktikā NGC 3938, kas atrodas aptuveni 65 miljonu gaismas gadu attālumā. Sākotnējo atklājumu veica astronomi Tenagra observatorijās Arizonā, bet abas astronomu komandas pievērsās Habls lai precīzi noteiktu avota atrašanās vietu.
Pirmā komanda Schuyler D. Van Dyk vadībā - vecākie zinātniskie pētnieki Kaltehas Infrasarkanās apstrādes un analīzes centrā (IPAC) - 2017. gada jūnijā attēloja jauno supernovu ar Habla Platekrāna kamera 3 (WFC 3). Pēc tam viņi izmantoja šo attēlu, lai atrastu kandidāta progenitoru arhīvā Habls fotogrāfijas, kas uzņemtas NGC 3938 2007. gada decembrī.
Otrā komanda, kuru vadīja Čārlzs Kilpatriks no Kalifornijas Santakrusa universitātes, 2017. gada jūnijā novēroja supernovu infrasarkanajos attēlos, izmantojot vienu no 10 m teleskopiem W.M. Keka observatorija Havaju salās. Pēc tam komanda analizēja to pašu arhīvu Habls fotoattēli kā Van Diksa komanda, lai atklātu iespējamo avotu.
Abas komandas publicēja pētījumus, kas norādīja, ka priekštecis, iespējams, bija zils supergāns, kurš atradās vienā no NGC 3938 spirālveida ieročiem. Kā van Diks norādīja nesenā NASA paziņojumā presei, “Supernovas Ic labticīga priekšteča atrašana ir liela priekšteča meklēšanas balva. Tagad mums pirmo reizi ir skaidri atklāts kandidātu objekts. ”
Tas, ka vispirms tika atklāta supernova (apzīmēta kā SN 2017ein), arī bija diezgan paveicies, kā Kilpatriks paskaidroja:
“Mums paveicās, ka supernova atradās tuvumā un bija ļoti spilgta, apmēram 5 līdz 10 reizes gaišāka nekā citas Ic tipa supernovas, kas, iespējams, atviegloja priekšteča atrašanu. Astronomi ir novērojuši daudzas Ic tipa supernovas, taču tie visi ir pārāk tālu, lai Habls varētu atrisināties. Lai izlidotu, jums ir nepieciešama viena no šīm masīvajām, spožajām zvaigznēm tuvējā galaktikā. Izskatās, ka vairums Ic tipa supernovu ir mazāk masīvas un tāpēc mazāk gaišas, un tas ir iemesls, kāpēc mēs tās neesam varējuši atrast. ”
Balstoties uz viņu vērtējumu par ciltsmāti, abas komandas piedāvāja divas avota identitātes iespējas. No vienas puses, viņi ierosināja, ka tā varētu būt viena dūšīga zvaigzne no 45 līdz 55 Saules masām, kas dega ļoti spilgti un karsta, izraisot tās sadedzināšanu ar ārējiem ūdeņraža un hēlija slāņiem, pirms tā tika pakļauta gravitācijas sabrukumam.
Otra iespēja bija tā, ka ciltsdarbs bija masīva binārā sistēma, ko veidoja zvaigzne, kas bija no 60 līdz 80 Saules masām, un pavadonis, kas bija 48 Saules masas. Šajā scenārijā masīvākajai zvaigznei tās biedrs atņēma ūdeņraža un hēlija slāņus, pirms tā uzsprāga kā supernova.
Otrā iespēja bija nedaudz pārsteigta, jo tas nav tas, ko astronomi sagaida, pamatojoties uz pašreizējiem modeļiem. Runājot par I tipa supernovām, astronomi sagaida, ka binārās sistēmas tiks veidotas no zvaigznēm ar zemāku masu, parasti neitronu zvaigzni ar pavadoni, kura ir pametusi galveno secību un izvērsusies, lai kļūtu par sarkano milzi.
Šī priekšteča atklāšana līdz ar to astronomu noslēpumu ir atrisinājusi. Kādu laiku viņi ir zinājuši, ka Ic tipa supernovām bija ūdeņraža un hēlija deficīts, un viņi nebija pārliecināti, kāpēc. Viens no iespējamiem izskaidrojumiem bija tas, ka viņus atņēma spēcīgs lādētu daļiņu vējš. Bet nekādi pierādījumi tam nekad nav atrasti.
Otra iespēja bija saistīta ar bināro pāru tuvu riņķošanu, kur viena zvaigzne tika noņemta no ārējiem slāņiem, pirms tā uzsprāga. Bet šajā gadījumā viņi atklāja, ka zvaigzne, no kuras atņemts materiāls, joprojām ir pietiekami masīva, ka tā galu galā eksplodēja kā Ic tipa supernova.
Kā skaidroja Orijs Fokss, Baltimores Kosmosa teleskopa zinātnes institūta (STSI) pētnieks un Van Dika komandas loceklis:
Šo divu scenāriju atdalīšana Ic tipa supernovu iegūšanai ietekmē mūsu izpratni par zvaigžņu evolūciju un zvaigžņu veidošanos, ieskaitot to, kā zvaigžņu masas tiek sadalītas, kad tās dzimst, un cik zvaigžņu veidojas mijiedarbīgās binārajās sistēmās. Un tie ir jautājumi, kurus vēlas uzzināt ne tikai astronomi, kuri pēta supernovas, bet arī visi astronomi. ”
Abas komandas arī norādīja, ka tās nevarēs apstiprināt ciltstēva identitāti, kamēr supernova izzudīs aptuveni divu gadu laikā. Šajā laikā viņi cer izmantot NASA Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST), kuru plānots uzsākt 2021. gadā, lai redzētu, vai ciltsraksti joprojām ir ļoti spilgti (kā paredzēts), un precīzāk izmērīt tā spilgtumu un masu.
Šis jaunākais atklājums ne tikai aizpilda dažus caurumus mūsu zināšanās par to, kā dažas zvaigznes uzvedas, kad tās sasniedz galvenās secības fāzes beigas, bet arī sniedz astronomiem iespēju uzzināt vairāk par zvaigžņu veidošanos un evolūciju mūsu Visumā. . Kad nākamajos gados būs pieejami nākamās paaudzes teleskopi, astronomi cer gūt būtisku ieskatu šajos jautājumos.
Van Dika vadītais pētījums ar nosaukumu “SN 2017ein un Ic tipa Supernovas priekšteča iespējamā pirmā identificēšana” parādījās Astrofizikas žurnāls jūnijā. Otrais pētījums “Ic supernovas 2017ein potenciālais priekštecis” parādījās Karaliskās astronomiskās biedrības ikmēneša paziņojumi šī gada oktobrī.
