Γνωρίστε τους πιο ασυνήθιστους λαμπρούς σουπερνόβα

Γνωρίστε τους πιο ασυνήθιστους λαμπρούς σουπερνόβα

Μερικά από τα φωτεινότερα και πιο παράξενα αντικείμενα που κοσμούν τον ουρανό είναι μέλη μιας νέας κατηγορίας σουπερνόβα. Το πώς ακριβώς διαμορφώνονται αυτά τα κοσμικά λείψανα παραμένει ένα μυστήριο, αλλά η λάμψη τους θα διευκολύνει την παρατήρηση των αμυδρών γαλαξιών που τους φιλοξενούν. 

Τις σουπερνόβα τις συναντάμε σε διάφορες ποικιλίες. Οι υπερκαινοφανείς εκρήξεις τύπου Ια, για παράδειγμα, δεν δείχνουν υδρογόνο στα φάσματα τους, και συμβαίνουν όταν η ‘στάχτη’ ενός νεκρού άστρου απορροφά πάρα πολύ υλικό από ένα συνοδό άστρο. Οι εκρήξεις τύπου II, που έχουν υδρογόνο, συμβαίνουν όταν ο πυρήνας από ένα τεράστιο αστέρι καταρρέει.

Τώρα, ο Robert Quimby του CalTech και οι συνεργάτες του δημοσιεύουν για έξι υπερκαινοφανείς που δεν ταιριάζουν στο καλούπι του κάθε γνωστού τύπου σουπερνόβα. Αυτοί οι έξι περιέχουν οξυγόνο, αλλά καθόλου υδρογόνο, και λάμπουν με 10-πλάσια ένταση από τις εκρήξεις τύπου Ια. Επιπλέον, παραμένουν καυτά για εβδομάδες ή και μήνες – περισσότερο από άλλες σουπερνόβες.

"Η μέγιστη φωτεινότητα και το συνολικό ποσό της ενέργειας που απελευθερώνεται είναι άκρως ασυνήθιστα”, λέει ο Quimby. "Είναι σαν να αλλάξουμε τις λάμπες των 100 Watt στο σπίτι μας με 1000 Watt."

Η δημιουργία της νέας κατηγορίας υπαγορεύθηκε από την ανακάλυψη τεσσάρων ασυνήθιστων υπερκαινοφανών το 2009 και το 2010. «Γνωρίζαμε ότι αυτοί ήταν παράξενοι, αλλά είχα την αίσθηση ότι τις είχα δει κάπου πριν», λέει ο Quimby.

Κοίταξε λοιπόν πίσω στα φάσματα των δύο αντικειμένων που στο παρελθόν είχαν μείνει άναυδοι οι αστρονόμοι: μία σουπερνόβα που παρατηρήθηκε το 2005 και είχε το ρεκόρ της φωτεινότητας και ένα άλλο περίεργο αντικείμενο που φώτιζε αμυδρά για τρεις μήνες προτού ξεθωριάσει το φως του το 2006. “Ήμουν εντελώς εκστατικός όταν είδα το ταίριασμα," συμπληρώνει. 

Καταγωγή από ένα πολύ βαρύ άστρο που αποβάλλουν το υδρογόνο τους 

Πώς όμως προκύπτουν οι σπάνιες αυτές εκρήξεις; Μια δυνατότητα είναι ότι αυτές κατάγονται από ένα αστέρι βαρέων βαρών, που ζυγίζει μέχρι και 130 φορές τον ήλιο μας. Τέτοια αστέρια υφίστανται βίαιες δονήσεις στο τέλος της ζωής τους, ενώ αποβάλουν τα εξωτερικά κελύφη τους περιοδικά, σαν δακτύλιοι καπνού, επί μήνες ή ακόμα και δεκαετίες πριν οι πυρήνες τους εκραγούν. Το εξωτερικό κέλυφος από υδρογόνο είναι το πρώτο που πρέπει να απομακρυνθεί, έτσι το υδρογόνο θα βρεθεί πολύ μακριά από τη στιγμή που εκραγεί βίαια ο πυρήνας του άστρου.

Τα συντρίμμια από την έκρηξη φυσικά θα είναι πλούσια σε άλλα πιο βαριά στοιχεία, όπως το οξυγόνο, ενώ η καυτή θερμοκρασία τους τα αναγκάζει να λάμπουν. Εάν το κέλυφος του υδρογόνου είχε απομακρυνθεί αρκετά μακριά προς τα έξω, δεν θα μπορούμε να το εντοπίσουμε, λέει ο Stan Woosley, ένας θεωρητικός των σουπερνόβα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στη Σάντα Κρουζ.

Καταγωγή από ένα άστρο νετρονίων

Ένα άλλο σενάριο ξεκινά με ένα κανονικό σουπερνόβα φτωχό σε υδρογόνου. Αντί να αφήσουν πίσω τους ένα τυπικό αστέρι νετρονίων που περιστρέφεται ταχύτατα μέσα σε ένα διαστελλόμενο νέφος από συντρίμμια, όπως συνήθως κάνει μια τέτοια σουπερνόβα, γεννάει ένα άκρως μαγνητισμένο αστέρι νετρονίων που ονομάζεται μάγναστρο. Το έντονο όμως μαγνητικό πεδίο του άστρου αποτελεί τροχοπέδη, που επιβραδύνει την περιστροφή του σε ένα διάστημα λίγων μηνών. Η ενέργεια που ελευθερώνεται θερμαίνει τα περιβάλλοντα συντρίμμια της σουπερνόβας, δημιουργώντας έτσι την λάμψη. "Το μάγναστρο απελευθερώνει ένα τεράστιο ποσό ενέργειας που το επιβραδύνει", λέει ο Quimby.

Ο Woosley θεωρεί καλύτερη την εξήγηση με τα παλλόμενα κελύφη, αλλά νομίζει ότι και τα δύο μοντέλα μπορούν να εξηγήσουν την ένταση και τη διάρκεια των αντικειμένων: "Είναι το φωτεινότερο σουπερνόβα στο σύμπαν και μένει φωτεινά για μήνες, αντί των λίγων εβδομάδων"

Και τα δύο μοντέλα βασίζονται σε σπάνιες πηγές – είτε πολύ μεγάλα αστέρια είτε ισχυρά μάγναστρα (magnetars), εξηγώντας έτσι γιατί έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής τόσο λίγα αντικείμενα αυτής της νέας κατηγορίας. Ο Quimby εκτιμά ότι στην κοσμική γειτονιά μας, μπορεί να υπάρχουν 1.000 έως 10.000 συνήθεις υπερκαινοφανείς για κάθε ένα υπερφωτεινό σουπερνόβα. "Αλλά μπορούμε να τις δούμε σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις," λέει.

Το γεγονός αυτό θα μπορούσε να τους κάνει χρήσιμους για τη μελέτη του περιβάλλοντος τους. Όλα τα φωτεινά νέα σουπερνόβα έχουν βρεθεί σε αμυδρούς νάνους γαλαξίες, οι οποίες είναι συνήθως δύσκολο να μελετηθούν. "Όταν ένα υπερφωτεινό σουπερνόβα εκρήγνυται, μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε ως πηγή οπίσθιου (στο υπόβαθρο) φωτός για να μελετήσουμε το αέριο στον γαλαξία υποδοχής", εξηγεί ο Quimby. "Κι αυτό μπορεί να μας πληροφορήσει για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες." 

Πηγή: New Scientist
Μετάφραση : physics 4u