Naučnici su po prvi put uspjeli zabilježiti tačan oblik udarnog vala supernove u trenutku dok se probijao kroz površinu umiruće zvijezde. Riječ je o supernovi SN 2024ggi, uočenoj u aprilu prošle godine na udaljenosti od 23,6 miliona svjetlosnih godina, koja je nakratko poprimila jajolik, maslinast oblik prije nego što se njen udarni val sudario s okolnim materijalom. Ovo zapanjujuće opažanje, koje popunjava ključne praznine u razumijevanju najranijih faza evolucije supernova, ne bi bilo moguće da je zabilježeno samo dan kasnije.
"Geometrija eksplozije supernove pruža temeljne informacije o zvjezdanoj evoluciji i fizičkim procesima koji dovode do ovih kozmičkih vatrometa," izjavio je astrofizičar Yi Yang sa Univerziteta Tsinghua u Kini, prvi autor novog naučnog rada koji opisuje SN 2024ggi.
Smrt masivne zvijezde
Smrt masivne zvijezde složen je proces koji započinje kada zvijezda potroši gorivo za fuziju u svojoj jezgri. Zvijezde su u stalnoj, osjetljivoj ravnoteži, spajanjem lakših atoma u teže, poput vodika u helij, oslobađaju energiju. Ta energija stvara vanjski pritisak koji sprječava gravitacijski kolaps zvijezde.
Kod zvijezda iznad određene mase, milijarde godina fuzije na kraju ispune jezgru željezom, elementom koji predstavlja krajnju tačku ovog procesa. Budući da stvaranje elemenata težih od željeza troši više energije nego što oslobađa, jezgra gubi sposobnost stvaranja vanjskog pritiska. To je trenutak koji pokreće supernovu.
Zvijezda potom implodira, stvarajući udarni val koji juri prema jezgri, odbija se od nje i kreće prema van, na kraju probijajući vanjsku površinu zvijezde.
Ključna tehnika za nevjerovatno otkriće
Postoji izuzetno kratak vremenski prozor prije nego što se ovaj vanjski udarni val sudari sa sporijim plinom koji je zvijezda izbacila stoljećima prije svoje smrti. Taj kratki prozor poznat je kao faza proboja udarnog vala, trenutak kada val izbije na površinu, praćen bljeskom svjetlosti koji blijedi u samo nekoliko sati.
Nova opažanja SN 2024ggi ističu se korištenjem spektropolarimetrije pomoću Vrlo velikog teleskopa (VLT) Evropskog južnog opservatorija, tehnike koja mjeri polarizaciju svjetlosti u širokom rasponu valnih dužina.
Naučnici su započeli promatranja samo 26 sati nakon otkrića supernove i nastavili je pratiti danima, bilježeći upravo fazu proboja.
Oblik koji otkriva tajne
Opažanja su otkrila udarni val koji nije bio sferičan, već izdužen u oblik masline ili lopte za američki fudbal, protežući se duž jedne dominantne osi. Kako je supernova nastavila evoluirati, isti oblik primijećen je u materijalu bogatom vodikom koji se širio prema vani.
To sugerira da oblik zabilježen u fazi proboja nije slučajan, već rezultat mehanizma velikih razmjera koji održava definisanu osu od najranijih faza pa sve do kasnije evolucije.
Zanimljivo, kada se udarni val proširio u materijal koji je zvijezda izbacila stoljećima prije eksplozije, dominantna osa se pomaknula, što ukazuje da je okolni materijal imao drugačiju orijentaciju od same osi eksplozije. Jedna od mogućnosti je da je zvijezda imala, ili još uvijek ima, pratilju čiji je gravitacijski utjecaj oblikovao njen kraj.
Ovo otkriće je izuzetno, s obzirom na udaljenost od 23,6 miliona svjetlosnih godina.