Dvojitá detonace v SNR 0509-67.5: nový snímek VLT ukazuje zbytky hvězdy zničené dvojicí explozí

Většina supernov je explozivním zánikem masivních hvězd, ale jedna důležitá odrůda pochází z nenápadného zdroje. Bílí trpaslíci, malá neaktivní jádra, která zůstávají po vyhoření jaderného paliva hvězd, jako je naše Slunce, mohou vytvořit tzv. supernovu typu Ia.

"Exploze bílých trpaslíků hrají v astronomii zásadní roli," říká Priyam Das, doktorand na University of New South Wales Canberra v Austrálii, který vedl studii o SNR 0509-67.5 publikovanou nedávno v časopise Nature Astronomy.

Velká část našich znalostí o tom, jak se vesmír rozpíná, se opírá o supernovy typu Ia, které jsou také hlavním zdrojem železa na naší planetě, včetně železa v naší krvi. "Navzdory jejich významu však zůstává dlouholetá hádanka přesného mechanismu spouštějícího jejich explozi nevyřešena," dodává.

Všechny modely, které vysvětlují supernovy typu Ia, začínají bílým trpaslíkem ve dvojici hvězd. Pokud obíhá dostatečně blízko druhé hvězdy v tomto páru, může trpaslík ukrást materiál svému hvězdnému partnerovi. Podle nejzavedenější teorie supernov typu Ia bílý trpaslík hromadí hmotu ze svého společníka, dokud nedosáhne kritické hmotnosti, a v tu chvíli dojde k jediné explozi. Nedávné studie však naznačily, že přinejmenším některé supernovy typu Ia by mohly být lépe vysvětleny dvojitou explozí, která se spustí dříve, než hvězda dosáhne této kritické hmotnosti.

Nyní astronomové pořídili nový snímek, který dokazuje, že jejich tušení bylo správné: přinejmenším některé supernovy typu Ia místo toho explodují mechanismem "dvojité detonace". V tomto alternativním modelu bílý trpaslík kolem sebe vytvoří přikrývku z ukradeného helia, která se může stát nestabilní a vznítit se. Tato první exploze vyvolá rázovou vlnu, která se šíří kolem bílého trpaslíka a směrem dovnitř, čímž vyvolá druhou detonaci v jádře hvězdy - a nakonec vznikne supernova.

Až dosud neexistoval jasný vizuální důkaz, že by bílý trpaslík prošel dvojitou detonací. Nedávno astronomové předpověděli, že tento proces vytvoří v dosud zářících pozůstatcích supernovy charakteristický vzor nebo otisk prstu, který bude viditelný ještě dlouho po prvotní explozi. Výzkum naznačuje, že pozůstatky takové supernovy by obsahovaly dvě oddělené slupky vápníku.

Astronomové nyní našli tento otisk ve zbytcích supernovy. Ivo Seitenzahl, který vedl pozorování a v době provádění studie působil na německém Heidelberg Institute for Theoretical Studies, říká, že tyto výsledky ukazují "jasný důkaz, že bílí trpaslíci mohou explodovat mnohem dříve, než dosáhnou známé Chandrasekharovy meze hmotnosti, a že mechanismus 'dvojité detonace' se v přírodě skutečně vyskytuje". Tým byl schopen detekovat tyto vrstvy vápníku (na obrázku modře) v pozůstatku supernovy SNR 0509-67.5 díky pozorování pomocí přístroje MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) na dalekohledu VLT ESO. To poskytuje pádný důkaz, že supernova typu Ia může vzniknout dříve, než její mateřský bílý trpaslík dosáhne kritické hmotnosti.

Supernovy typu Ia jsou klíčem k poznání vesmíru. Chovají se velmi konzistentně a jejich předvídatelná jasnost - bez ohledu na to, jak jsou daleko - pomáhá astronomům měřit vzdálenosti ve vesmíru. Pomocí nich jako kosmického měřidla astronomové objevili zrychlující se rozpínání vesmíru, za což byla v roce 2011 udělena Nobelova cena za fyziku.

Studium jejich explozí nám pomáhá pochopit, proč mají tak předvídatelnou jasnost. Das má ke studiu těchto explozí také další motivaci. "Tento hmatatelný důkaz dvojité detonace nejen přispívá k vyřešení dlouholeté záhady, ale nabízí také vizuální podívanou," říká a popisuje "nádherně vrstevnatou strukturu", kterou supernova vytváří. Podle něj je "odhalení vnitřního fungování tak velkolepé vesmírné exploze neuvěřitelně obohacující".

Další informace

Tento výzkum byl prezentován v článku, který výjde v časopise Nature Astronomy pod názvem "Calcium in a supernova remnant shows the fingerprint of a sub-Chandrasekhar mass explosion".

Skupinu tvoří P. Das (University of New South Wales, Austrálie [UNSW] & Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Heidelberg, Německo [HITS]), I. R. Seitenzahl (HITS), A. J. Ruiter (UNSW & HITS & OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Hawthorn, Austrálie & ARC Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions), F. K. Röpke (HITS & Institut für Theoretische Astrophysik, Heidelberg, Německo & Astronomisches Recheninstitut, Heidelberg, Německo), R. Pakmor (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Německo [MPA]), F. P. A. Vogt (Federální úřad pro meteorologii a klimatologii - MeteoSwiss, Payerne, Švýcarsko), C. E. Collins (The University of Dublin, Dublin, Irsko & GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Německo), P. Ghavamian (Towson University, Towson, USA), S. A. Sim (Queen's University Belfast, Belfast, UK), B. J. Williams (X-ray Astrophysics Laboratory NASA/GSFC, Greenbelt, USA), S. Taubenberger (MPA & Technical University Munich, Garching, Německo), J. M. Laming (Naval Research Laboratory, Washington, USA), J. Suherli (University of Manitoba, Winnipeg, Kanada), R. Sutherland (Australian National University, Weston Creek, Austrálie) a N. Rodríguez-Segovia (UNSW).

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ku prospěchu všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících otázek a šíření fascinace astronomií. Podporujeme mezinárodní spolupráci v astronomii. ESO byla založena jako mezivládní organizace v roce 1962 a dnes ji tvoří 16 členských států - Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie - a dvojice strategických partnerů - Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálie. Ústředí ESO, návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází v blízkosti Mnichova v Německu, zatímco chilská poušť Atacama, úžasné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, hostí naše dalekohledy. ESO provozuje tři observatoře: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na hoře Paranal jsou to dalekohled VLT (Very Large Telescope) a interferometr VLTI (Very Large Telescope Interferometer), stejně jako dva přehlídkové teleskopy - VISTA pracující v infračervené oblasti a VST (VLT Survey Telescope) pro viditelné světlo. Na Observatoři Paranal bude ESO také hostit a provozovat pole teleskopů CTAS (Cherenkov Telescope Array South) pro detekci Čerenkovova záření v atmosféře - největší a nejcitlivější observatoř gama záření na světě. Společně s mezinárodními partnery provozuje ESO teleskopy pro milimetrovou a submilimetrovou oblast APEX a ALMA pracující na planině Chajnantor. Na hoře Cerro Armazones poblíž Paranalu stavíme nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled, Extremly Large Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane "největším okem lidstva hledícím do vesmíru". Z našich kanceláří v Santiagu řídíme naši činnost v Chile a spolupráci s místními partnery a veřejností.

Odkazy

• Vědecký článek
• Fotografie VLT

Kontakty

Priyam Das
School of Science (Astrophysics), University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy
Canberra, Australia
Email: priyam.das@unsw.edu.au

Ashley Ruiter
School of Science (Astrophysics), University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy
Canberra, Australia
Email: ashley.ruiter@unsw.edu.au

Ivo Seitenzahl
Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Heidelberg, Germany (currently in Canberra, Australia)
Email: ivoseitenzahl@gmail.com

Friedrich Röpke
Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Heidelberg, Germany
Email: friedrich.roepke@h-its.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org

Líbil se vám tento článek?

Podpořte tento web, třeba peněžitým darem, který bude využit k dalšímu technickému rozvoji stránek. Učinit tak můžete bankovním převodem na účet

2502526845 / 2010

Podpořit nás můžete i dalšími způsoby, třeba objednávku některé z knih, turistických průvodců. K rychlému provedení platby můžete využít i přiložený QR kód obsahující údaje k platbě v přednastavené částce 80 Kč. Výši částky si nakonec ale určete sami.