Astronómovia pozorovali nezvyčajný prípad supernovy: héliová hviezda odovzdávala svoju hmotu bielemu trpaslíku, až kým nevybuchol.
V marci 2020 astronómovia zaznamenali supernovu SN 2020eyj. Každý rok sa objaví približne tisíc supernov, táto však pritiahla ich pozornosť. Supernova bola typu Ia, lenže nesprávala sa tak ako ostatné tohto typu.
Chandrasekharova hranica
Supernova typu Ia vzniká výbuchom bieleho trpaslíka, ktorý sa stal hmotnejším, než taký typ hviezdy môže byť – prekročil Chandrasekharovu hranicu, čo je približne 1,4 hmotnosti Slnka. Väčšina bielych trpaslíkov ju prekročí, keď splynú s druhým bielym trpaslíkom. Nazýva sa to dvojitý degenerovaný scenár (pretože hmota oboch bielych trpaslíkov je v degenerovanom stave, t. j. pri zvyšovaní tlaku už nevzrastá teplota).
Keďže astronómovia supernovu SN 2020eyj zachytili v rádiovej oblasti spektra, umožnilo im to pochopiť, čo spôsobilo tento výbuch. Tentoraz biely trpaslík nemal kompaktného sprievodcu. Osamotený biely trpaslík je pritom neuveriteľne stabilný a neexploduje len tak. Potrebuje na to sprievodcu, ktorý by ho dostal cez Chandrasekharovu hranicu – buď druhého bieleho trpaslíka, alebo normálnu hviezdu. V prípade tzv. dvojitej degenerácie obiehajú okolo seba dva biele trpaslíky. V druhom prípade, známom ako scenár s jednou degeneráciou, biely trpaslík vyťahuje materiál zo sprievodnej hviezdy a získa tak dostatočnú hmotu na to, aby sa zapálil a vybuchol. Vývoj takého systému závisí od hmotností oboch hviezd a ich vzájomnej vzdialenosti.
Zistenie scenára
Stanoviť jednoznačný scenár nie je ľahké. Je to skutočne ťažké, keď začínate so všetkými možnosťami, hovorí odborníčka na supernovy Ashley Ruiterová z University of New South Wales v Austrálii. Chcete pritom získať rôzne predpovede závisiace od toho, čo predpokladáte vo svojich modeloch. Počet jednoznačne identifikovaných prípadov zostáva naďalej nízky.
Zatiaľ čo zložky dvojhviezdy je náročné pozorovať priamo, zanechávajú aspoň podpis na svojom okolí známom ako okolohviezdna hmota. Práve to je to, v čom supernova SN 2020eyj skutočne zažiarila. Asi po 100 dňoch po objave začala vyžarovať viac viditeľného svetla, než sa očakávalo. Navyše isté črty v jej spektre ukázali, že hmota po explózii narazila na plyn obkolesujúci hviezdu. Teória predpovedá, že potom by mala nasledovať rádiová emisia spôsobená vyvrhnutými elektrónmi krúžiacimi v okolitých magnetických poliach, a astronómovia ju o dva roky neskôr naozaj detegovali.
Veľavravné rádiové vlny
Astronómovia doteraz nikdy nepozorovali také rádiové vlny zo supernovy typu Ia. Je to po prvý raz, čo nám detekcia rádiových vĺn umožnila potvrdiť prítomnosť okolohviezdnej hmoty, vysvetľuje vedúci výskumu Erik Kool zo Štokholmskej univerzity. Údaje ukázali hustý plyn ďaleko od explodujúceho bieleho trpaslíka. Aj spektrum vo viditeľnej oblasti ukázalo množstvo hélia v okolitom plyne, čo naznačuje, že druhá zložka systému bola héliová hviezda, ktorá stratila veľké množstvo svojej hmoty práve pred explóziou bieleho trpaslíka.
Na základe tzv. populačnej syntézy v rámci počítačového modelovania sa predpokladá, že supernovy typu Ia zahŕňajú aj systémy s hviezdou bohatou na hélium a odovzdávajúcou svoju hmotu, konštatuje A. Ruiterová. Simulácie predpovedali, že tento scenár je zodpovedný len za 10 % všetkých supernov Ia s jedným bielym trpaslíkom, takže tento prípad je pomerne vzácny. Svoju rolu tu zrejme zohralo aj šťastie, pretože SN 2020eyj bola už dosť slabá, keď sa začala správať zvláštne. Je teda možné, že astronómovia si ďalšie takéto prípady pri vzdialených supernovách jednoducho nevšimli. Na zachytenie viacerých supernov s jednou degenerovanou hviezdou budú astronómovia musieť nájsť spôsob, ako takýto jav rozoznať už v ranom štádiu.
RNDr. Zdeněk Komárek
