"Teoretycy przewidywali, że może się tak zdarzyć". Niezwykły "taniec śmierci" doprowadził do wybuchu supernowej

Astronomowie z Narodowego Obserwatorium Radioastronomicznego (National Radio Astronomy Observatory) znaleźli dowody na to, że czarne dziury lub gwiazdy neutronowe mogą przedostawać się jąder towarzyszących im gwiazd. W ten sposób może dojść do wybuchu supernowej. Takie wnioski wysnuli po analizie danych pochodzących z Very Large Array Sky Survey (VLASS) - wieloletniego projektu obserwatorium radioastronomiczego Very Large Array (VLA). Wyniki analiz opublikowano w czasopiśmie "Science".

- Teoretycy przewidywali, że może się tak zdarzyć, ale to pierwszy raz, kiedy faktycznie mogliśmy dostrzec to zdarzenie - powiedział Dillon Dong, główny autor pracy.

Poszukiwanie dowodów rozpoczęto w 2017 roku. Pierwsza wskazówka pojawiła się, gdy naukowcy zbadali obrazy z VLASS i znaleźli obiekt emitujący fale radiowe, który nie pojawił się we wcześniejszych obserwacjach VLA. Obiekt oznaczono jako VT 1210+4956. Następnie przy użyciu VLA i Teleskopów Kecka na Hawajach naukowcy wykonali kolejne obserwacje. Jak ustalili, emisja radiowa pochodzi z obrzeży galaktyki karłowatej oddalonej o około 480 milionów lat świetlnych od Ziemi. Później skojarzyli, że instrument na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) wykrył wybuch promieniowania rentgenowskiego pochodzącego z tego miejsca w 2014 roku.

Dane z tych wszystkich obserwacji pozwoliły astronomom poskładać w całość historię dwóch umierających masywnych gwiazd. Badacze sądzą, że mogły powstać jednocześnie i ściśle orbitować wokół siebie. Jedna z nich była bardziej masywna od drugiej i szybciej umarła, po czym eksplodowała jako supernowa. Jej pozostałością miała być czarna dziura lub bardzo gęsta gwiazda neutronowa.

Nowo powstały obiekt zbliżał się do towarzyszki, a potem wszedł w jej atmosferę, rozpoczynając specyficzny "taniec śmierci". W tym momencie towarzysząca gwiazda zaczęła emitować gaz w przestrzeń kosmiczną. Wyrzucony gaz, rozchodząc się spiralnie na zewnątrz, utworzył wokół pary rozszerzający się pierścień zwany torusem.

W końcu obiekt przedostał się do wnętrza jądra gwiazdy towarzyszącej, co zakłóciło wytwarzanie się energii w jądrze. Gdy tylko zaczęło się ono zapadać, na krótko utworzyło dysk z materii, która orbitowała wokół nowego obiektu. Ponadto strumień materii został wypchnięty na zewnątrz dysku z prędkością zbliżoną do prędkości światła.

- Strumień ten wyprodukował promienie X, które zostały dostrzeżone przez instrument MAXI na ISS w 2014 roku - powiedział Dong.

Zapadnięcie się jądra gwiazdy spowodowało, że wybuchła ona jako supernowa.

- Ta gwiazda i tak w końcu by eksplodowała, jednak fuzja przyspieszyła ten proces - powiedział Dong.

Materia wyrzucona przez wybuch supernowej zaobserwowany w 2014 roku poruszała się znacznie szybciej niż materia wyrzucona wcześniej z gwiazdy towarzyszącej. Zanim na Ziemi udało się dostrzec ten obiekt, wybuch supernowej zderzył się z szybko poruszającą się materią, powodując potężne wstrząsy, które wytworzyły emisję radiową widzianą przez VLA.

- Wszystkie elementy układanki pasują do siebie i opowiadają niesamowitą historię - powiedział Gregg Hallinan z Kalifornijskiego Instytutu Technologii (potocznie Caltech) - Pozostałość po gwieździe, która eksplodowała dawno temu, wpadła w swojego towarzysza, i spowodowała jego eksplozję - dodał.

Hallinan dodał, że nie spodziewał się podobnych odkryć. Jednym z celów VLASS miało być odkrywanie wybuchów supernowych, które emitują jasne światło na falach radiowych. Ta supernowa - spowodowana przez fuzję gwiazd - była jednak niespodzianką.

- To była jedna z rzeczy, których nie spodziewaliśmy się odkryć za pomocą VLASS - stwierdził Hallinan.