O supernova este un eveniment rar și minunat. Deoarece aceste explozii intense au loc numai atunci când o stea masivă atinge stadiul final al duratei sale de viață evolutivă - atunci când și-a epuizat tot combustibilul și suferă un colaps al miezului - sau când un pitic alb dintr-un sistem de stele binare își consumă însoțitorul, fiind capabil să martorul unu este destul de privilegiul.
Însă recent, o echipă internațională de astronomi a asistat la ceva care poate fi și mai rar - un eveniment de supernova care părea să se întâmple în mișcare lentă. În timp ce supernovele de acest gen (SN Type Ibn) sunt caracterizate în mod tipic printr-o creștere rapidă a luminozității maxime și o scădere rapidă, această supernovă particulară a avut nevoie de un timp fără precedent pentru a atinge luminozitatea maximă, apoi a dispărut lent.
În scopul studiului lor, echipa de cercetare - care a inclus membri din Marea Britanie, Polonia, Suedia, Irlanda de Nord, Olanda și Germania - a studiat un eveniment de tip Ibn cunoscut sub numele de OGLE-2014-SN-13. Aceste tipuri de explozii sunt considerate a fi rezultatul unor stele masive (care și-au pierdut învelișul exterior de hidrogen) supuse colapsului de miez și al căror ejecta interacționează cu un nor de material circumstanțial bogat în heliu (CSM).
Studiul a fost condus de Emir Karamehmetoglu al Centrului Oskar Klein de la Universitatea Stockholm. După cum a spus Space Magazine prin e-mail:
„Supernovele de tip Ibn sunt considerate a fi exploziile unor stele foarte masive, înconjurate de o regiune densă de material extrem de bogat în heliu. Deducem existența acestui Helium prin prezența liniilor înguste de emisie de heliu în spectrele lor optice. De asemenea, credem că este foarte puțin, dacă există hidrogen în imediata înconjurare a stelei, pentru că dacă ar fi acolo, s-ar afișa mult mai puternic decât Helium în spectre. După cum vă puteți imagina, acest tip de configurare este foarte rar, deoarece hidrogenul este de departe cel mai abundent element din univers. ”
După cum sa menționat deja, Supernova tip Ibn se caracterizează printr-o creștere bruscă și dramatică a luminozității lor, apoi a unui declin rapid. Cu toate acestea, atunci când au observat OGLE-2014-SN-131 - pe care au detectat-o pe 11 noiembrie 2014 folosind Experimentul Optic Gravitational Lensing Experiment (OGLE) la Observatorul Astronomic al Universității din Varșovia - au fost martorii a ceva complet diferit.
„OGLE-2014-SN-131 a fost diferit, deoarece a durat aproape 50 de zile, în comparație cu cel mai tipic ~ 1 săptămână, pentru ca acesta să devină luminos”, a spus Karamehmetoglu. „Atunci a scăzut și relativ lent. Faptul că a durat de câteva ori mai mult decât creșterea tipică până la luminozitate maximă, care este spre deosebire de orice alt Ibn care a fost studiat înainte, îl face un obiect foarte unic. "
Datorită datelor obținute de Sistemul de detectare tranzitorie OGLE-IV, au fost capabili să plaseze OGLE-2014-SN-131 la o distanță de aproximativ 372 ± 9 megaparsecuri (1183,95 până la 1242,66 milioane ani-lumină) de Pământ. Aceasta a fost apoi urmărită cu observații fotometrice folosind telescopul OGLE de la Observatorul Las Campanas din Chile și detectorul optic / aproape infraroșu Gamma-Ray Burst (GROND) la Observatorul La Silla.
De asemenea, echipa a obținut date spectroscopice folosind noul telescop tehnologic al ESO (NTT) de la La Silla și telescopul foarte mare (VLT) de la Observatorul Paranal (ambele situate în Chile). Pe lângă faptul că au un timp de creștere neobișnuit de lung, datele combinate au indicat, de asemenea, că supernova a avut o curbă de lumină neobișnuit de largă. Pentru a explica toate acestea, echipa a luat în considerare o serie de posibilități.
Pentru început, au luat în considerare modele de descompunere radioactivă standard, despre care se știe că alimentează curele de lumină ale majorității celorlalte supernove de tip I și de tip II. Cu toate acestea, acestea nu au putut ține cont de ceea ce au observat cu OGLE-2014-SN-131. Ca atare, au început să ia în considerare scenarii mai exotice, care includeau aportul de energie de la o stea tânără cu neutroni care se învârte rapid (de asemenea, un magnetar) în apropiere.
Deși acest model ar explica comportamentul OGLE-2014-SN-131, sa limitat la faptul că nu se știe încă ce circumstanțe ar fi necesare pentru a invoca un magnetar. Ca atare, Karamehmetoglu și echipa sa au considerat, de asemenea, posibilitatea ca exploziile să fie alimentate de șocuri create prin interacțiunea materialului evacuat din supernova cu CSM-ul bogat în heliu.
Datorită datelor spectrale obținute de NTT și VLT, au știut că un astfel de material există în jurul stelei, iar modelul a fost, prin urmare, capabil să reproducă comportamentul observat. După cum a explicat Karamehmetoglu, din acest motiv ei favorizează acest model față de ceilalți:
„În acest scenariu, motivul pentru care OGLE-2014-SN-131 este diferit de celelalte tip Ibn SNe se datorează naturii neobișnuit de masive a stelei sale progenitoare. O stea foarte masivă, între 40-60 de ori mai mare decât Soarele nostru, localizată într-o galaxie cu o metalicitate scăzută, a dat naștere probabil acestui SN expulzând o cantitate mare de materie bogată în heliu, apoi în cele din urmă explodând ca SN. "
Pe lângă faptul că este un eveniment unic, acest studiu are și câteva implicații drastice pentru astronomie și studiul supernovelor. Datorită detectării OGLE-2014-SN-131, eventualele modele viitoare care încearcă să explice modul în care formele de supernove tip Ibn au acum o restricție strictă. În același timp, astronomi au acum un model existent pentru a lua în considerare dacă și când sunt martorii altor supernove care prezintă timpi de creștere deosebit de lungi.
Privind în viitor, tocmai asta speră să facă Karamehmetoglu și colegii săi. „În efortul nostru următor, vom studia alte tipuri de SN, mai puțin rare, care au timpuri de creștere îndelungate și, prin urmare, sunt create probabil de stele foarte masive”, a spus el. „Vom profita de cadrul de comparație pe care l-am dezvoltat atunci când studiem OGLE-2014-SN-131.”
Încă o dată, Universul ne-a învățat că două dintre cele mai importante aspecte ale cercetării științifice sunt adaptabilitatea și angajamentul pentru descoperirea continuă. Când lucrurile nu se conformează modelelor existente, dezvoltați altele noi și testați-le!
