Unikalne obserwacje supernowej. Tak wygląda gwiazda dzień po eksplozji
Tu trzeba było działać błyskawicznie. Nawet jeden dzień opóźnienia w rozpoczęciu obserwacji mógłby zniweczyć plany. Ostatecznie jednak naukowcom udało się zaobserwować kształt eksplodującej gwiazdy SN 2024ggi w "pobliskiej" galaktyce.
11 kwietnia 2024 r. zaledwie dzień po pierwszym sygnale o potencjalnej eksplozji supernowej, astronomowie skierowali zwierciadła Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w kierunku obiektu skatalogowanego jako SN 2024ggi 11 kwietnia 2024 r. To był idealny moment. Błysk eksplozji właśnie przebijał się przez powierzchnię gwiazdy. Ten krótkotrwały etap dotąd umykał astronomom, choć niesie on kluczowe dane o tym, jak masywne gwiazdy kończą życie.
Do eksplozji masywnej gwiazdy doszło w galaktyce NGC 3621 znajdującej się ok. 22 mln lat świetlnych od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Hydry. Warto tutaj podkreślić wyjątkowość sytuacji: oto duży teleskop, wyposażony we właściwy teleskop, błyskawicznie kierowany jest w stronę wyjątkowego wydarzenia kosmicznego. Według autorów najnowszego opracowania, taki widok możliwy jest do uchwycenia jedynie przez kilka godzin. Gdy eksplozja uderzy w materię międzygwiezdną znajdującą się w otoczeniu eksplodującej gwiazdy, kształt eksplozji ulega zmianie i nie pozwala odtworzyć procesów zachodzących we wnętrzu rozrywanej gwiazdy.
Do odtworzenia kształtu wybuchającej gwiazdy astronomowie zastosowali spektropolarymetrię. Metoda ta pozwala odtworzyć kształt obiektu emitującego jasne światło, nawet pomimo braku możliwości dostrzeżenia szczegółów w zakresie optycznym. Gwiazda znajdująca się 22 mln lat świetlnych od Ziemi zawsze będzie dla nas jedynie jednowymiarowym punktem na niebie. Zastosowanie odpowiedniego instrumentu pozwala jednak na zbadanie polaryzacji docierającego do nas promieniowania i odtworzenie w ten sposób kształtu i symetrii obiektu będącego, jego źródłem. W tym przypadku kluczowym instrumentem okazał się FORS2, jedyny taki instrument znajdujący się na teleskopie zlokalizowanym na półkuli południowej.
Wyniki z FORS2 pokazały, że początkowy wyrzut materii miał kształt zbliżoną do oliwki. Gdy fala uderzeniowa rozszerzyła się i zderzyła z otoczką wokół gwiazdy, kształt ten uległ spłaszczeniu, przy jednoczesnym zachowaniu osi symetrii. To wskazuje na uporządkowaną, osiowo symetryczną dynamikę.
SN 2024ggi to klasyczny przykład wybuchu masywnego czerwonego nadolbrzyma, którego masa szacowana jest na 12-15 mas Slońca. Taka gwiazda pod koniec życia ma średnicę 500 razy większą od średnicy Słońca. Do eksplozji gwiazdy doszło w momencie, w którym w jądrze gwiazdy zabrakło paliwa. W takiej sytuacji jądro zapada się, a znajdujące się nad nim warstwy opadają do wnętrza gwiazdy, odbijają się od niego i rozrywają gwiazdę uwalniając olbrzymią ilość energii.
Autorzy podkreślają, że nowy obraz geometrii na wczesnym etapie pozwala odrzucić część dotychczasowych modeli i udoskonalić inne. Według zespołu obserwowana oś symetrii może świadczyć o wspólnym mechanizmie napędzającym wybuchy wielu masywnych gwiazd. To otwiera drogę do precyzyjniejszych opisów tych zjawisk.
