Nowe obserwacje supernowej i wybuchowego upadku masywnej gwiazdy dają obraz inny niż wszystkie najwcześniejsze momenty. Zdjęcie wykonane w kwietniu 2024 roku przypomina raczej drzewo oliwne niż idealnie symetryczną kulę, co podważa nasze zrozumienie przebiegu tych kosmicznych eksplozji. Odkrycie to, opisane w Science Advances, dostarcza ważnych informacji na temat mechanizmów powstawania supernowych i końcowych etapów ewolucji masywnych gwiazd.
Przez dziesięciolecia astronomowie snuli teorię, że kiedy gwieździe o masie ośmiokrotnie większej od naszego Słońca kończy się paliwo, grawitacja przewyższa ciśnienie wewnętrzne, co prowadzi do katastrofalnego zapadnięcia się jądra. Implozja powoduje falę uderzeniową, która przecina zewnętrzne warstwy gwiazdy, uwalniając niesamowite ilości energii i światła, które obserwujemy jako supernową.
Jednak dokładny mechanizm, który wywołał tę falę uderzeniową, pozostał nieuchwytny. Astronomowie spekulują, że kluczową rolę odgrywają upiorne cząstki subatomowe zwane neutrinami aktywowane głęboko w zapadającym się rdzeniu. Podobnie jak wrząca woda tworzy chaotyczne bąbelki, tak te neutrina mogą nierównomiernie podgrzewać spadającą materię gwiazdy, co może prowadzić do początkowo asymetrycznej eksplozji – teorię popartą niedawną obserwacją w kształcie „oliwki”.
Przełomowych obserwacji dokonano dzięki szybkiemu międzynarodowemu zespołowi reagującemu na odkrycie supernowej w kwietniu 2024 r. W ciągu kilku godzin astronomowie z Europejskiego Obserwatorium Południowego wykorzystali bardzo dużą wizję teleskopową w Chile do uchwycenia światła młodej supernowej przy użyciu techniki zwanej spektropolarymetrią. Technika ta analizuje polaryzację (orientację) światła w celu odtworzenia pierwotnego kształtu eksplozji.
Powstały obraz przedstawiał wydłużony kształt zamiast jednolitego rozszerzenia – jak oliwka przed mieszaniem. „Pierwsze cząstki światła i materii nie wystrzeliwują sferycznie z powierzchni gwiazdy” – wyjaśnia współautor badania Yi Yang, astronom z Uniwersytetu Tsinghua w Pekinie. „Ten nieodłączny asymetryczny kształt mówi nam wiele o tym, jak został uchwycony głęboko we wnętrzu gwiazdy”.
Chociaż ta izolowana obserwacja nie może w pełni wyjaśnić wybuchów supernowych, znacznie zawęża możliwości i zapewnia silne wsparcie dla modelu eksplozji spowodowanej neutrinami. Astrofizyk Adam Burrows z Uniwersytetu Princeton, który nie był zaangażowany w badania, podkreśla: „Obecna teoria wybuchów supernowych, sądząc po tych danych, znajduje ogólne potwierdzenie”.
Przyszłe obserwatoria, obiecujące jeszcze bardziej szczegółowe obserwacje supernowych, pozwolą na dalsze udoskonalenie naszej wiedzy. Informacje te będą w dalszym ciągu rzucać światło na tajemnice śmierci gwiazd i ich kluczową rolę we wzbogacaniu kosmosu w ciężkie pierwiastki.
