Premieră în astronomie: Forma unică a unei explozii stelare, dezvăluită cu Telescopul Foarte Mare de la ESO

Observațiile rapide cu Very Large Telescope (VLT) al Observatorului European de Sud (ESO) au dezvăluit moartea explozivă a unei stele exact în momentul în care unda de șoc străpungea suprafața acesteia.

Pentru prima dată, astronomii au reușit să determine forma exploziei în faza ei inițială, extrem de scurtă. Această etapă nu ar mai fi putut fi observată nici măcar o zi mai târziu și oferă indicii importante despre modul în care stelele masive devin supernove.

• O supernovă sugerează că planetele asemănătoare Pământului sunt frecvente în Univers
• Oamenii de știință au găsit un „păianjen” uriaș pe unul dintre sateliții naturali ai lui Jupiter

Atunci când explozia de supernovă SN 2024ggi a fost detectată pentru prima dată, Yi Yang, profesor asistent la Universitatea Tsinghua din Beijing și autor principal al studiului, tocmai aterizase în San Francisco, SUA după un zbor lung. Știa că trebuie să acționeze rapid.

După doar 12 ore, a trimis o propunere de observație către ESO care, după un proces rapid de aprobare, a orientat telescopul VLT din Chile către supernovă — la doar 26 de ore după detecția inițială.

SN 2024ggi se află în galaxia NGC 3621, în direcția constelației Hydra, la 22 milioane de ani-lumină, fiind relativ aproape la scară astronomică. Cu un telescop mare și instrumentul potrivit, echipa internațională știa că are o oportunitate rară de a determina forma exploziei imediat după ce aceasta a avut loc.

„Primele observații VLT au surprins faza în care materia accelerată de explozie, din apropierea centrului stelei, străpungea suprafața acesteia. Pentru câteva ore, geometria stelei și a exploziei au putut fi observate împreună,” spune Dietrich Baade, astronom ESO și coautor al studiului publicat în Science Advances.

O moarte explozivă

„Geometria unei explozii de supernovă oferă informații fundamentale despre evoluția stelară și despre procesele fizice care duc la aceste artificii cosmice,” explică Yang. Mecanismele exacte din spatele supernovelor generate de stele masive — cele cu peste 8 mase solare — sunt încă dezbătute.

Progenitoarea acestei supernove a fost o stea supergigantă roșie cu o masă de 12–15 ori cea a Soarelui și o rază de 500 de ori mai mare, ceea ce face ca SN 2024ggi să fie un exemplu clasic de explozie a unei stele masive.

Știm că, în timpul vieții, o stea își menține forma sferică datorită echilibrului perfect dintre gravitația care încearcă să o comprime și presiunea motorului său nuclear care împinge spre exterior. Atunci când combustibilul se epuizează, motorul nuclear începe să „tusească”.

Pentru stelele masive, acesta este începutul unei supernove: nucleul se prăbușește, straturile exterioare cad peste el și ricoșează. Această undă de șoc se propagă spre exterior și distruge steaua.

Atunci când unda de șoc străpunge suprafața, eliberează cantități enorme de energie — supernova se luminează dramatic și devine vizibilă. Într-o fază scurtă, forma inițială a exploziei poate fi studiată înainte ca aceasta să interacționeze cu materialul din jurul stelei muribunde, scrie EurekAlert.

Un mecanism fizic comun

Acesta este momentul surprins acum, pentru prima dată, cu VLT, folosind o tehnică numită „spectropolarimetrie”. „Spectropolarimetria oferă informații despre geometria exploziei pe care alte tipuri de observații nu le pot oferi, deoarece scara unghiulară este prea mică,” explică Lifan Wang, coautor și profesor la Texas A&M University.

Singurul instrument din emisfera sudică capabil să determine forma unei supernove prin astfel de măsurători este FORS2, instalat pe VLT. Cu datele de la FORS2, astronomii au descoperit că unda inițială de materie avea forma unei măsline.

Pe măsură ce explozia s-a extins și a lovit materialul din jurul stelei, forma s-a aplatizat, dar axa de simetrie a rămas aceeași. „Aceste rezultate sugerează existența unui mecanism fizic comun care generează explozia multor stele masive, manifestând o simetrie axială bine definită la scară mare,” spune Yang.

Cu aceste date, astronomii pot deja exclude unele modele curente de supernove și pot îmbunătăți altele, obținând perspective noi asupra morților spectaculoase ale stelelor masive.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Astronomii ar fi găsit primele stele ale Universului

Primele stele au apărut într-un Univers „preîncălzit”, arată un studiu surprinzător

„Marele Val” care traversează Calea Lactee mută stelele din loc, au descoperit astronomii

Ce au descoperit oamenii de știință despre stelele masive din Micul Nor al lui Magellan