Eksplozija supernove je izuzetno nasilan događaj – obično uključuje zvijezdu koja ima više od osam puta veću masu od našeg Sunca, a kada iscrpi svoje nuklearno gorivo, dolazi do kolapsa jezgre i snažne eksplozije.
Međutim, rjeđa vrsta supernove uključuje drugačiji tip zvijezde – takozvanog bijelog patuljka – i to u obliku dvostruke eksplozije. Naučnici su sada po prvi put dobili fotografski dokaz ove vrste supernove, koristeći Vrlo veliki teleskop (VLT) Evropske južne opservatorije sa sjedištem u Čileu.
Dvostruke eksplozije uništile su bijelog patuljka mase otprilike jednake Suncu, koji se nalazio oko 160.000 svjetlosnih godina od Zemlje, u pravcu sazviježđa Dorado, u galaksiji Veliki Magellanov oblak, koja se nalazi blizu Mliječne staze. (Svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost pređe za jednu godinu, što iznosi oko 9,5 biliona kilometara.)
Na snimku je prikazano mjesto eksplozije otprilike 300 godina nakon njenog događanja, s dvije koncentrične ljuske kalcija koje se šire prema van.
Ova vrsta eksplozije, poznata kao supernova tipa Ia, uključuje interakciju između bijelog patuljka i blisko orbitirajuće zvijezde-pratitelja – bilo drugog bijelog patuljka ili neobične zvijezde bogate helijem – u binarnom sistemu.
Bijeli patuljak, zahvaljujući snažnoj gravitaciji, počinje usisavati helij iz svoje zvijezde pratitelja. Helij se na njegovoj površini zagrijava i postaje sve gušći, dok ne eksplodira – stvarajući udarni val koji zatim komprimira i zapali jezgru zvijezde, izazivajući drugu eksploziju.
"Ništa nije ostalo. Bijeli patuljak je potpuno uništen", rekao je Priyam Das, doktorand astrofizike na Univerzitetu New South Wales u Canberri (Australija), i glavni autor studije objavljene u časopisu Nature Astronomy.
"Vremensko kašnjenje između dvije eksplozije zavisi od toga koliko je potrebno da detonacija helija prođe od jednog pola zvijezde do drugog. To traje samo oko dvije sekunde", objasnio je Ivo Seitenzahl, astrofizičar i koautor studije, te gostujući naučnik na Australskom nacionalnom univerzitetu u Canberri.
Kod češćih supernova, ostatak masivne zvijezde koja eksplodira ostaje u obliku neutronske zvijezde ili crne rupe. No, kod ove vrste, bijeli patuljak je potpuno uništen.
Astronomi su koristili instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), postavljen na teleskop u Čileu, kako bi mapirali raspodjelu različitih kemijskih elemenata nakon eksplozije supernove. Kalcij se na fotografiji vidi kao plavi prsten – vanjski prsten uzrokovan je prvom eksplozijom, a unutrašnji drugom.
Ove dvije kalcijeve ljuske predstavljaju "savršen i nedvojben dokaz mehanizma dvostruke detonacije", rekao je Das.
"Ovo možemo nazvati forenzičkom astronomijom, jer proučavamo mrtve ostatke zvijezda kako bismo razumjeli šta je dovelo do njihove smrti", dodao je.
Zvijezde mase do osam puta veće od Sunca na kraju svog životnog ciklusa sagore sav vodik, što je njihovo osnovno gorivo. Zatim se, pod utjecajem vlastite gravitacije, urušavaju i izbacuju vanjske slojeve u fazi crvenog diva, ostavljajući iza sebe kompaktnu jezgru – bijelog patuljka.
Velika većina bijelih patuljaka ne eksplodira kao supernova.