Přeživší společník supernovy – hvězdný zloděj

Před sedmnácti lety byli astronomové svědky vzplanutí supernovy, která se odchází asi 40 miliónů světelných let daleko v galaxii označované NGC 7424 v jižním souhvězdí Grus (Jeřáb). Nyní ve slábnoucím záblesku této exploze Hubbleův kosmický dalekohled NASA (HST) zachytil první snímek přeživšího společníka supernovy. Tento obrázek je zatím nejpřesvědčivějším důkazem toho, že některé supernovy pocházejí z dvouhvězdných systémů.

„Víme, že většina masivních hvězd je v binárních systémech,“ uvedl Stuart Ryder z Australské astronomické observatoře (AAO) v Sydney v Austrálii a autor této studie. „Mnoho z těchto binárních systémů bude interagovat a bude přenášet plyn z jedné hvězdy na druhou, když se jejich orbity k sobě velmi přiblíží.“

Společník hvězdy, která se stala supernovou, nebyl žádné nevinné, malé děťátko. Odčerpal totiž téměř všechen vodík z hvězdné obálky odsouzené hvězdy – oblasti, která přenáší energii z jádra hvězdy do atmosféry. Milióny let předtím, než se primární hvězda dostala do stádia supernovy, odsoudil spřízněný společník primární hvězdu tím, že ji destabilizoval, což způsobilo, že před katastrofou několikrát odfoukla svou obálku vodíku.

Vznik supernovy typu IIb s odvrhnutou obálkou

Supernova, označovaná SN 2001ig, je zařazena do kategorie supernovy typu IIb (supernova zbavená své obálky). Tento typ supernovy je neobvyklý, protože většina vodíku, ale ne všechen, je odčerpán pryč před výbuchem. Tento typ explodující hvězdy byl poprvé identifikován v roce 1987 členem týmu Alexa Filippenka z Kalifornské univerzity v Berkeley.

Odfouklá obálka supernovy nebyla vždy tak jasná. Původně se myslelo, že odfouklé obálky pocházely z hvězd s velmi silným a rychlým hvězdným větrem, který vytlačil jejich vnější obálky do prostoru. Problém spočíval v tom, že když astronomové začali hledat primární hvězdy, ze kterých byly vyprodukovány tyto supernovy, nemohli je u mnoho supernov s obnaženými obálkami najít.

„To bylo obzvláště bizarní, protože astronomové očekávali, že budou mohutnými a nejjasnějšími hvězdami,“ vysvětluje člen týmu Ori Fox ze Space Science Telescope, Science Institute v Baltimore. „Rovněž byl počet supernov s obnaženými obálkami větší, než se předpokládalo.“ Tato skutečnost vedla vědce k závěru, že mnoho primárních hvězd se nachází v binárních systémech s nižší hmotností, a to se snaží nyní dokázat.

Hledání binárního společníka po výbuchu supernovy není vůbec snadný úkol. Za prvé, musí být relativně blízko, aby Hubble spatřil takovou slabou hvězdu. Supernova SN 2001ig a její společník jsou právě na této hranici viditelnosti. Do této vzdálenosti nevzplane příliš mnoho supernov. A co je ještě důležitější, astronomové musí znát přesnou polohu určenou přes velmi přesná měření.

V roce 2002, krátce po explozi supernovy SN 2001ig, vědci určili přesné umístění supernovy pomocí velmi velkého teleskopu evropské jižní observatoře (VLT) v Cerro Paranal, Chile. V roce 2004 pak s observatoří Gemini South v Cerro Pachón, Chile. Tato pozorování poprvé naznačila existenci přeživšího binárního společníka.

Vzhledem k přesným souřadnicím byl Ryder a jeho tým schopen zaměřit Hubbla na toto místo o 12 let později, protože nadbytečná záře zeslábla. S vynikajícími rozlišovacími a ultrafialovými schopnostmi Hubbla mohli najít a vyfotografovat přeživšího společníka – něco, co by dokázal jen Hubble.

Před výbuchem supernovy trval oběh obou hvězd kolem společného těžiště asi rok. Když primární hvězda explodovala, měla mnohem menší vliv na přeživšího společníka, než se myslelo. Představte si avokádo – představující husté jádro hvězdy společníka – zakotvené v želatinovém dezertu – představující hvězdnou, plynnou obálku. Jakmile projde šoková vlna z exploze, želatina se dočasně roztáhne a kroutí, avokádo zůstane nedotčené.

V roce 2014 Fox a jeho tým použili Hubblea k detekci společníka jiné supernovy typu IIb, označované SN 1993J. Zachytili však spektrum, nikoli obraz. Případ supernovy SN 2001ig je první, u které byl vyfotografován přeživší společník. „Byli jsme konečně schopni zachytit hvězdného společníka – zloděje, potvrzující naše podezření, že tam je,“ řekl Filippenko.

Asi polovina všech supernov s odvrženými obálkami má společníky – druhá polovina ztratí vnější obálky prostřednictvím silných hvězdných větrů. Ryder a jeho tým tak mají konečný cíl přesně určit, kolik supernov s odvrženými obálkami má společníky.

Jejich dalším úsilím bude, podívat se na supernovy úplně zbavené obálky, na rozdíl od SN 2001ig a SN 1993J, u kterých je odvrženo asi 90 procent hmoty. U těchto supernov nepozorujeme šokové vlny, a tedy ani interakci s plynem v okolním hvězdném prostředí, protože jejich vnější obálky byly odvrženy dlouho před explozí. Bez interakce se šokovými vlnami se odvržené obálky mnohem rychleji rozpadají. To znamená, že tým bude muset čekat jen dva nebo tři roky, aby se mohl podíval na přeživší společníky.

V budoucnu také doufají, že budou využívat vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), aby pokračovali ve svém hledání.

Článek o aktuálním díle tohoto týmu byl publikován 28. března 2018 v  časopisu Astrophysical Journal.


Zdroj: nasa.gov


O Scimani 30 Článků
Zajímám se o astronomii a miluji sci-fi, především Hvězdnou bránu, Dark Matter, Hvězdné války, Mass Effect a další.