Μεγέθυνση κειμένου
Τα υπολείμματα του υπερκαινοφανούς SN 1181, μιας κατακλυσμικής σύγκρουσης δύο άστρων, άφησαν πίσω ένα «αστέρι ζόμπι»
Για έξι μήνες το 1181, ένα αστέρι που πέθαινε άφησε ένα σημάδι στον νυχτερινό ουρανό. Το εντυπωσιακό αντικείμενο εμφανίστηκε τόσο φωτεινό όσο ο Κρόνος στην περιοχή του αστερισμού της Κασσιόπης και τα ιστορικά χρονικά από την Κίνα και την Ιαπωνία το κατέγραψαν ως «φιλοξενούμενο αστέρι».
Οι Κινέζοι αστρονόμοι χρησιμοποιούσαν αυτόν τον όρο για να δηλώσουν ένα προσωρινό αντικείμενο στον ουρανό, συχνά έναν κομήτη ή, όπως στην προκειμένη περίπτωση, έναν υπερκαινοφανή αστέρα – μια κατακλυσμική έκρηξη ενός άστρου στο τέλος της ζωής του.
Το αντικείμενο, γνωστό πλέον ως SN 1181, είναι ένα από τα ελάχιστα υπερκαινοφανή που καταγράφηκαν πριν από την εφεύρεση των τηλεσκοπίων και έχει προβληματίσει τους αστρονόμους εδώ και αιώνες.
Τώρα, μια νέα μελέτη έχει για πρώτη φορά περιγράψει λεπτομερώς το SN 1181 δημιουργώντας ένα υπολογιστικό μοντέλο της εξέλιξης του υπερκαινοφανούς από την εμφάνιση της αρχικής έκρηξης μέχρι σήμερα. Η ερευνητική ομάδα συνέκρινε το μοντέλο με τις αρχειακές παρατηρήσεις των τηλεσκοπίων του νεφελώματος – του γιγάντιου νέφους αερίων και σκόνης, που είναι ορατό μέχρι σήμερα και αποτελεί το απομεινάρι του μνημειώδους γεγονότος.
Οι ερευνητές δήλωσαν ότι η ανάλυση υποδεικνύει έντονα ότι ο SN 1181 ανήκει σε μια σπάνια κατηγορία υπερκαινοφανών που ονομάζεται Τύπος ΙΑΧ, στην οποία η θερμοπυρηνική έκρηξη μπορεί να είναι το αποτέλεσμα όχι ενός αλλά δύο λευκών νάνων που συγκρούστηκαν βίαια, αλλά δεν κατάφεραν να εκραγούν εντελώς, αφήνοντας πίσω τους ένα «αστέρι-ζόμπι».
«Υπάρχουν 20 ή 30 υποψήφιοι υπερκαινοφανείς τύπου Iax», δήλωσε ο Takatoshi Ko, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στις 5 Ιουλίου στο The Astrophysical Journal. «Αλλά αυτή είναι η μόνη που γνωρίζουμε στον δικό μας γαλαξία». Ο Takatoshi Ko είναι διδακτορικός φοιτητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο.
Επιπλέον, η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι, ανεξήγητα, αστρικός άνεμος υψηλής ταχύτητας, που είχε ανιχνευθεί σε προηγούμενες μελέτες, άρχισε να φυσάει από την επιφάνεια του άστρου-ζόμπι μόλις πριν από 20 χρόνια, προσθέτοντας στη μυστηριώδη αύρα του SN 1181. Το ξεκλείδωμα του μηχανισμού πίσω από αυτό το συμβάν υπερκαινοφανούς θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα τη ζωή και το θάνατο των άστρων και πώς συμβάλλουν στο σχηματισμό πλανητών, λένε οι ειδικοί.
Αποτυχημένη έκρηξη ενός σουπερνόβα
Οι αστρονόμοι χρειάστηκαν 840 χρόνια για να λύσουν τον πρώτο μεγάλο γρίφο του SN 1181 – να εντοπίσουν τη θέση του στο Γαλαξία μας. Το ετοιμοθάνατο άστρο ήταν ο τελευταίος προ-τηλεσκοπικός σουπερνόβα χωρίς επιβεβαιωμένο υπόλειμμα, μέχρι που το 2021 ο Albert Zijlstra, καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ στην Αγγλία, τον εντόπισε σε ένα νεφέλωμα στον αστερισμό της Κασσιόπης.
Η ερασιτέχνης αστρονόμος Dana Patchick ανακάλυψε το νεφέλωμα το 2013 όταν έψαχνε στο αρχείο του Wide-Field Infrared Survey Explorer της NASA. Αλλά ο Zijlstra, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη, ήταν ο πρώτος που έκανε τη σύνδεση με το SN 1181.
Το νεφέλωμα απέχει περίπου 7.000 έτη φωτός από τη Γη και στο κέντρο του υπάρχει ένα γρήγορα περιστρεφόμενο αντικείμενο μεγέθους Γης που ονομάζεται λευκός νάνος – ένα πυκνό, νεκρό άστρο που έχει εξαντλήσει τα πυρηνικά του καύσιμα. Το χαρακτηριστικό αυτό είναι ασυνήθιστο για ένα υπόλειμμα σουπερνόβα, επειδή η έκρηξη θα έπρεπε να έχει εξαφανίσει τον λευκό νάνο.
Ο Zijlstra και οι συν-συγγραφείς του έγραψαν τον Σεπτέμβριο του 2021 μια μελέτη σχετικά με την ανακάλυψη. Η έκθεση πρότεινε ότι ο SN 1181 μπορεί να ανήκει στην ασύλληπτη κατηγορία σουπερνόβα τύπου Iax λόγω της παρουσίας αυτού του λευκού νάνου «ζόμπι».
Στον πιο συνηθισμένο υπερκαινοφανή τύπου Iax, ένας λευκός νάνος -που σχηματίζεται όταν ένα ηλιοειδές άστρο έχει εξαντλήσει τα καύσιμά του- αρχίζει να συσσωρεύει υλικό από ένα άλλο κοντινό άστρο. Πολλοί αστέρες υπάρχουν σε ζεύγη, ή ένα δυαδικό σύστημα, σε αντίθεση με τον ήλιο. Ο λευκός νάνος συσσωρεύει υλικό έως ότου καταρρεύσει κάτω από τη δική του βαρύτητα, αναζωπυρώνοντας την πυρηνική σύντηξη με μια τεράστια έκρηξη που δημιουργεί ένα από τα λαμπρότερα αντικείμενα στο σύμπαν.
Ο σπανιότερος τύπος Iax είναι ένα σενάριο στο οποίο αυτή η έκρηξη, για κάποιο λόγο, σταματά. «Μια πιθανότητα είναι ότι ο τύπος Iax δεν είναι τόσο μια έκρηξη, όσο μια συγχώνευση δύο λευκών νάνων», δήλωσε ο Zijlstra. «Οι δύο έρχονται μαζί, χτυπώντας ο ένας τον άλλον με πλήρη ταχύτητα, και αυτό μπορεί να παράγει πολλή ενέργεια. Αυτή η ενέργεια προκαλεί την ξαφνική φωτεινότητα του σουπερνόβα».
Αυτή η μαζική σύγκρουση μπορεί να εξηγήσει μια άλλη περίεργη πτυχή του αστέρα ζόμπι SN 1181. Δεν περιέχει υδρογόνο ή ήλιο, κάτι που είναι εξαιρετικά ασυνήθιστο στο διάστημα, δήλωσε ο Zijlstra.
«Περίπου το 90% του σύμπαντος αποτελείται από υδρογόνο και το υπόλοιπο είναι σχεδόν αποκλειστικά ήλιο. Όλα τα υπόλοιπα είναι αρκετά σπάνια», είπε. «Πρέπει να ψάξετε 10.000 άτομα για να βρείτε ένα που δεν είναι υδρογόνο ή ήλιο. Αλλά το άστρο μας (ο ήλιος στο κέντρο του ηλιακού μας συστήματος) έχει (κυρίως) μόνο αυτά. Επομένως, είναι σαφές ότι κάτι ακραίο έχει συμβεί στο αστέρι-ζόμπι»
Ευκαιρία ζωής
Επειδή αντικείμενα όπως το SN 1181 είναι σημαντικά για την παραγωγή τόσων πολλών από τα στοιχεία από τα οποία είναι φτιαγμένοι και οι άνθρωποι, η μελέτη τους είναι μια μεγάλη ευκαιρία, σύμφωνα με τον Zijlstra.
«Αυτά τα πολύ ενεργητικά γεγονότα μπορούν να δημιουργήσουν στοιχεία που είναι βαρύτερα από τον σίδηρο, όπως οι σπάνιες γαίες» είπε. «Είναι πολύτιμο να έχουμε ένα παράδειγμα ενός τέτοιου γεγονότος πριν από 1.000 χρόνια, όπου μπορούμε ακόμα να δούμε τα υλικά που εκτοξεύτηκαν και ίσως στο μέλλον να δούμε ακριβώς ποια στοιχεία δημιουργήθηκαν στο γεγονός».
Αυτή η γνώση θα βοηθούσε τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς σχηματίστηκε η Γη και απέκτησε αυτά τα στοιχεία, πρόσθεσε ο Zijlstra.
Ιστορικά, οι αρχαίες παρατηρήσεις υπερκαινοφανών ήταν εξαιρετικής σημασίας για τη σύγχρονη αστροφυσική, δήλωσε ο Bradley Schaefer, ομότιμος καθηγητής αστροφυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Λουιζιάνα, ο οποίος δεν συμμετείχε στην τελευταία μελέτη.
Ο Schaefer πρόσθεσε ότι ο SN 1181 αντιπροσωπεύει μία από τις λίγες αξιόπιστες συνδέσεις μεταξύ υπερκαινοφανούς και υπολειμμάτων υπερκαινοφανούς. Το αντικείμενο είναι σημαντικό ως η μόνη πιθανή περίπτωση για την πραγματοποίηση καλών παρατηρήσεων του ασύλληπτου τύπου Iax.
«Έχει γίνει αντιληπτό ότι οι υπερκαινοφανείς τύπου Iax αποτελούν περίπου το 20% των υπερκαινοφανών σε κάθε γαλαξία, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας Γαλαξία, και μπορεί να σχηματίζουν το μεγαλύτερο μέρος της μυστηριώδους σκόνης στο πρώιμο Σύμπαν» δήλωσε ο Schaefer.
Κατά τη διάρκεια της ζωής μας, πρόσθεσε, οι αστροφυσικοί δεν θα έχουν καλύτερη περίπτωση παρατήρησης για ένα συμβάν τύπου Iax, οπότε οι ερευνητές θα πρέπει να πιέσουν σκληρά για την κατανόηση του SN 1181.
Με πληροφορίες από CNN
Related
Νεοτερα
