Οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν την τροφοδοσία με ύλη που κρύβεται πίσω από τους υπερκαινοφανείς

Πηγή: Physics Web, 12 Ιουλίου 2007

Μια θεαματική σουπερνόβα που επιβεβαιώθηκε πέρυσι τροφοδοτήθηκε από υλικό που έρεε από ένα κοντινό γιγαντιαίο ερυθρό άστρο, σύμφωνα με αστρονόμους στην Ευρώπη, την Ιαπωνία και τις ΗΠΑ. Η ανακάλυψη, που έγινε με τη βοήθεια του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητήριου, θα μπορούσε να βοηθήσει ώστε να κατανοηθεί ακριβώς γιατί μερικά άστρα τελειώνουν τις ζωές τους με έναν τέτοιο δραματικό τρόπο.

Οι σουπερνόβες τύπου Ia παράγονται πιθανώς όταν η βαρυτική έλξη ενός λευκού νάνου άστρου φέρνει αρκετό υλικό από τα περίχωρά του, για να αρχίσει η πυρηνική σύντηξη σε μεγάλη κλίμακα με αποτέλεσμα η έκρηξη του άστρου να δημιουργήσει ένα αντικείμενο τόσο φωτεινό όσο δισεκατομμύρια ήλιοι μαζί.

Οι αστρονόμοι θεωρούσαν ότι όλα αυτά τα σχετικά κοινά γεγονότα (υπερκαινοφανείς εκρήξεις) εξέπεμπαν την ίδια ποσότητα φωτός. Κατά συνέπεια, έχουν χρησιμοποιηθεί από αυτούς ως "τυποποιημένα κεριά", για την σύγκριση των μεγάλων αποστάσεων σε όλο τον Κόσμο.

Στην τελευταία δεκαετία, εντούτοις, οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει ότι υπάρχουν στην πράξη μικρές διακυμάνσεις στη φωτεινότητα αυτών των σουπερνοβών, οι οποίες θα μπορούσαν να έχουν επιπτώσεις και στην αξιοπιστία των εκτιμήσεων της απόστασης των αντικειμένων. Για να προβλέψουν από πού πηγάζουν αυτές οι αποκλίσεις, και να τις λάβουν υπόψη, είναι ανάγκη να κατανοήσουν καλύτερα πώς προμηθεύεται το πρόσθετο υλικό του ένας λευκός νάνος.

Όμως τώρα ο Ferdinando Patat, του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητήριου (ESO) στη Γερμανία μαζί με τους συναδέλφους του, έχει χρησιμοποιήσει μια νέα τεχνική για να διαπιστώσει το πώς μια σουπερνόβα τύπου Ia συλλέγει το υλικό της από ένα γειτονικό "δωρητή" άστρο στην φάση του ερυθρού γίγαντα, επιβεβαιώνοντας κατά συνέπεια μια δημοφιλή θεωρία του σχηματισμού των σουπερνοβών.

Η μέτρηση εκμεταλλεύτηκε το γεγονός ότι τα άστρα δωρητές αποβάλλουν υλικό προς όλες τις κατευθύνσεις - μερικά δε τροφοδοτούν με καύσιμα τη σουπερνόβα, ενώ μερικά υλικά φτάνουν μεταξύ της σουπερνόβας και της περιοχής προς τη πλευρά της Γης. Καθώς το φως από τη σουπερνόβα ταξιδεύει προς ένα τηλεσκόπιο στη γη, αυτό το τελευταίο υλικό (προς τη μεριά της Γης) απορροφά ορισμένα μήκη κύματος, αφήνοντας σκοτεινές γραμμές απορρόφησης στο φάσμα παρατήρησης.

Κι όσο πυκνότερο είναι εκείνο το υλικό, τόσο ισχυρότερες θα είναι οι γραμμές απορρόφησης. Βέβαια, η απορρόφηση επηρεάζεται και από τη φυσική κατάσταση της σουπερνόβας, που αλλάζει με την ποσότητα του υλικού που αποκτούν από το άστρο χορηγός. Αυτή η διπλής κατεύθυνσης σχέση προκαλεί τις παραλλαγές στην ένταση των γραμμών απορρόφησης κατά τη διάρκεια του χρόνου.

Ο υπερκαινοφανής 2006X στον κόκκινο κύκλο δείχθηκε ότι τροφοδοτείται από ένα ερυθρό γίγαντα αστέρι

Η ομάδα του Patat χρησιμοποίησε το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του ESO (VLT) στη Χιλή για να αναζητήσει τις μεταβολές της έντασης στις γραμμές απορρόφησης του νατρίου της σουπερνόβας 2006X σε τέσσερις διαφορετικές περιόδους της ζωής της. Εξ αιτίας της διαμέτρου των 8 μέτρων του VLT και του αριθμού των παρατηρήσεων, ήταν σε θέση να υπολογίσουν τις παραλλαγές στην πυκνότητα του νατρίου με πρωτοφανείς λεπτομέρειες. "Αυτό δεν είχε επιχειρηθεί ποτέ πριν", λέει ο Patat. "Συνήθως οι αστρονόμοι πίστευαν ότι καμία παραλλαγή δεν πρέπει να εξεταστεί στις διαστρικές απορροφήσεις."

Εκτός από τις παραλλαγές στην πυκνότητα, οι ερευνητές υπολόγισαν τις παραλλαγές στην ταχύτητα του νατρίου ερευνώντας τη μπλε μετατόπιση Doppler στα μήκη κύματος των γραμμών απορρόφησης - ένα φαινόμενο που προκύπτει γιατί τα κύματα εμφανίζονται "συμπιεσμένα" όταν ταξιδεύουν προς έναν παρατηρητή.

Η ομάδα του Patat ισχυρίζεται ότι και οι δύο αυτές οι μετρήσεις δείχνουν ότι το άστρο χορηγός του υλικού βρίσκεται στην φάση του ερυθρού γίγαντα, η οποία είναι γνωστή για την αποβολή υλικού σε ετερόκλητους "φλοιούς". "Ο ερυθρός γίγαντας χάνει σταθερά υλικό, αλλά έχει μερικές εξάρσεις", τονίζει η Patat. Αυτό όμως είναι σε αντίθεση σε μια άλλη θεωρία των υπερκαινοφανών τύπου Ia, που περιλαμβάνει τη συγχώνευση δύο λευκών νάνων.

Τα ευρήματα των ερευνητών θα βοηθήσει τους αστρονόμους να χρησιμοποιήσουν αυτά τα τυποποιημένα κεριά με μεγαλύτερη ακρίβεια, αλλά ο Patat επισημαίνει ότι αυτά δεν ταιριάζουν  ακόμα με τις άλλες θεωρίες υπερκαινοφανών τύπου Ia. "Η σουπερνόβα 2006X είναι μόνο ένα αντικείμενο," πρόσθεσε. "Θα χρειαστούμε πολύ περισσότερα στοιχεία για να δούμε εάν αυτό είναι ο κανόνας παρά η εξαίρεση."

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Οι αστρικές υπερκαινοφανείς εκρήξεις
Η φυσική της έκρηξης σε ένα άστρο και η δημιουργία ενός σουπερνόβα

Home