Slika 1: SNR E0519-69.0, locirana u Velikom Magelanovom oblaku, ostatak supernove nastale eksplozijom masivne zvezde. Takvi ekspandirajući ostaci su sve što je preostalo nakon što je udarni talas prošao kroz umiruću zvezdu i materiju u njenoj neposrednoj okolini.  X-zračni snimak: NASA/CXC/Rutgers/J.Hughes, optički snimak: NASA/STScI

Posmatranja načinjena svega nekoliko časova nakon eksplozije jedne supernove pomaže u rasvetljavanju okruženja neke umiruće zvezde.

Kada se masivne zvezde (reda veličina deset i više puta u odnosu na Sunce) dođu do kraja svog životnog veka, tada dolazi do njihove eksplozije. U trenutku, generiše se masivni udarni talas šireće materije iz unutrašnjosti zvezde u međuzvezdani prostor u vidu vodonika i helijuma, odnosno svih težih elemenata kao što su silicijum, kiseonik i gvožđe. Tako raspršena materija unutar neke galaksije predstavlja osnovu novih zvezda i solarnih sistema.

Supernove kao pojava predstavljaju misteriju. Mi smo ih uočavali tokom vremena u vidu eksplozija kao i ostataka starih hiljadama kao što su magline, neutronske zvezde i crne rupe. Ali, šta zapravo dovodi do eksplozije supernove? Na to pitanje još uvek nije dat zadovoljavajući odgovor.

Ofer Jaron i njegove kolege sa Izraelskog Naučnog instituta Wiezmann su nas bar malo pomerili ka odgovoru na gore postavljeno pitanje. U skorašnjem objavljenom radu u žurnalu Nature Physics, Jaron i njegove kolege izveštavaju o njihovom načinjenom merenju supernove SN2013fs, u nama bliskoj galaksiji NGC 7610 2013.-te godine. Rezultati istraživanja predstavljaju jednu od najranijih posmatranja eksplozija neke supernove uključujući spektre koji bacaju jedno novo svetlo na događaje vezane za poslednje trenutka života jedne umiruće zvezde.

Proučavanje gasa u okolini buduće supernove

Ključ u razrešavanju misterije vezane za supernove tipa II je u proučavanju evolucije umiruće zvezde pre trenutka eksplozije. Ponašanje zvezde kakvo je tokom njenog rasta u fazi crvenog superdžina i gubitak mase tokom ove faze bitno utiču na ono što mi vidimo u trenutku eksplozije buduće supernove. Problem leži u tome što je faza crvenog superdžina veoma kratka u kosmološkim razmerama (trajanja između par stotina hiljada do verovatno milion godina) tako da smo mi veoma retko u prilici da proučimo neku zvezdu tokom njene evolucije baš na kraju faze crvenog superdžina.

Iz razloga što su supernove praktično trenutne i nepredvidive, veoma retko smo u prilici da ih posmatramo baš u trenutku kada se one pojave. Kada nam se ukaže prilika da uočimo trenutak eksplozije, za razliku kada su se one već dogodile danima ili nedeljama unazad, tada imamo mogućnost da dođemo do podataka o stanju materije pre nego što su posmatranja izvršena. Na ovaj način je moguće proučiti završetak zvezdane evolucije, čak je moguće otkriti uzrok same eksplozije.

Jedan od procesa na koje astronomi posebno obraćaju pažnju kako bi ustanovili repere za kojim treba da tragaju u posmatranjima supernovih jeste istorija gubitka mase nekog crvenog džina. Gubitak mase može doći usled ekspanzije kako zvezda stari ili tokom erupcija gornjih slojeva zvezdane atmosfere. Materija koja se pojavila u okolini zvezde na gore navedeni način može zakloniti samu zvezdu u vidu ljuske. Kada dođe do eksplozije supernove, način na koji je došlo do sijanja ljuske može reći astronomima na koji je način zapravo došlo do gubitka materije sa zvezde rasvetljavajući najskoriju istoriju zvezde posmatrajući nekolicinu poslednje nastalih prstenova materije.

Kada dođe do pojave supernove, udarni talas dovodi do procesa fotojonizacije koji bukvalno otkida elektrone iz atoma gasa u neposrednoj blizini zvezde i oni bivaju oduvani daleko od matičnih atoma. Nakon nekog kratkog vremena, navedeni elektroni se rekombinuju sa atomima gasa u ranije nastaloj gasnoj ljusci što dovodi do njenog sijanja. Proučavanje nastalog spektra ovog sijajućeg gasa daje informaciju o sastavu gasa ljuske kao i gustinu, brzinu i udaljenost ljuske od same zvezde.

Kako se udarni talas prostire kroz ljusku koja okružuje zvezdu, dolazi do paljenja pojedinih delova ljuske što daje trodimenzionalne informacije koje mogu biti iskorišćene u rekonstrukciji slike okruženja zvezde u trenutku neposredno pre nego što se sama eksplozija i dogodila.

Ključ je zapravo u tome da se supernova posmatra u što ranijoj fazi svoga nastanka iz razloga što se udarni talas progresivno prostire kroz okolnu materiju oko umiruće zvezde što dovodi do brzih promena i oduvavanja ove materije brišući dragocene informacije o ranijem stanju pre eksplozije.

Posmatranja supernove SN2013fs

Supernova je prvi put detektovana oktobra 2013-te godine u okviru programa pretrage Intermediate Palomar Transient Factory (iPTF). Ubrzo nakon detekcije, izvršena su posmatranja u širokom opsegu talasnih dužina uključujući X-zračna, ultraljubičasta, optička i infracrvena posmatranja. Naredna spektroskopska posmatranja su dovela do zaključka da je to supernova tipa II. Eksplozija je detektovana svega tri sata od samog početka a prvi spektri su bili snimljeni već nakon šest časova od početka eksplozije.

Rezultati dobijeni posmatranjem su u skladu sa modelom ljuske materije koja okružuje zvezdu sa poluprečnika 1015 cm što je nešto više od 66 rastojanja Zemlja – Sunce. Model pokazuje da je veći deo navedene materije odbačen od zvezde u poslednjih par stotina dana njenog života. Problem u proučavanju navedene materije jeste u nemogućnosti da se direktno meri brzina ove odbačene materije tokom te kratkotrajne erupcije gasa u odnosu na mnogo duži proces gubitka materije sa same zvezde koji se odvijao prethodno stotinama godina.

Na našu sreću istraživanja kakva su izvršena u vezi identifikacije SN2013fs su tek u povoju tako da se očekuju nova opsežnija istraživanja i da će neka još "mlađa" dešavanja tokom same eksplozije supernove dovesti do sklapanja jedne potpune slike, odnosno, da će nam dati potpuni uvid dešavanja tokom eksplozije kao i sam njen uzrok što je i osnovni cilj istraživanja.

Izvor teksta:

http://www.astronomy.com