Jak powstają supernowe, czyli gwiazdy, które nagle zwiększają swą jasność, w zasadzie wiemy. Gdy wokół białego karła odpowiednio blisko krąży inna gwiazda, mniejszy składnik tego układu może przechwytywać materię większego towarzysza.

Supernowe, czyli gwałtowny koniec życia gwiazd

Gdy gwiazda taka przekroczy pewną granicę, wybucha jako supernowa (typu I, który dzieli się na podtypy a, b i c). Los ten czeka tylko gwiazdy, które mają mniejszą masę niż 8 mas Słońca.

Nie wszystkie kosmiczne eksplozje powstają w układach podwójnych. Stare gwiazdy o masie większej niż 10 mas Słońca pod koniec swojego życia ulegają podobnie gwałtownej przemianie. Implozji ulega w nich składające się z żelaza jądro, które zapada się pod wpływem grawitacji.

Lżejsze, bliższe powierzchni warstwy spadają na jądro, ulegają odbiciu i wyrzucają w kosmicznym wybuchu pierwiastki, z których powstają planety. My również z tych pierwiastków w sporej części się składamy.

Teoretycznie, powinien istnieć także trzeci typ takich gwiazd. Są zbyt lekkie, by móc wyprodukować żelazo. Ich jądro składa się z tlenu, neonu i magnezu.  I powinny wypełniać lukę między supernowymi do 8 i powyżej 10 mas Słońca.

Do tej pory umykały jednak astronomom. Zwłaszcza, że powstają z tzw. gwiazd SAGB (super-asymptotic giant branch), które są rzadkie i trudne do odróżnienia od typowych gwiazd, z których powstają supernowe typu II.

Obserwacje dowodzą, że istnieje supernowa trzeciego typu

W najnowszej pracy badacze z Core Supernova Project opisują supernową SN 2018zd, która miała wiele niezwykłych cech, w tym wiele zaobserwowanych po raz pierwszy podczas wybuchu supernowej. W obserwacjach pomógł fakt, że eksplozja była stosunkowo bliska, bo w odległości 31 mln lat świetlnych, w galaktyce NGC 2146.

Pozwoliło to również astronomom na przejrzenie archiwalnych zdjęć gwiazdy wykonanych przez teleskop Hubble’a przed wybuchem. W przypadku odleglejszych eksplozji możemy wykryć bowiem tylko sam wybuch – gwiazda przed nim jest zbyt słaba, by móc ją dostrzec.

Zespół uważa, że dane wskazują właśnie na gwiazdę typu SAGB. Na pewno nie był to czerwony nadolbrzym, z którego powstają supernowe typu II.

Rozwiązana zagadka supernowej z 1054 roku?

Nowe odkrycie może pozwolić też na wyjaśnienie tajemnicy słynnej supernowej z 1054 roku. Zapisana w chińskich, japońskich i arabskich kronikach, była tak jasna, że oglądano ją w dzień przez ponad trzy tygodnie. W nocy jej blask było widać zaś przez niemal dwa lata. Pozostałością po tej kosmicznej eksplozji jest Mgławica Kraba.

Pozostawała ona do tej pory najlepszą kandydatką na tego typu supernową. Trudno było jednak orzekać o tym, co wydarzyło się niemal tysiąc lat temu. Zwłaszcza bez innych dowodów na istnienie takiego typu supernowych.

Badacze uważają, że był to jednak właśnie ten typ. Dodatkowo, kosmiczną katastrofę wzmocniło zderzenie materii wyrzuconej w wybuchu z materią wcześniej traconą przez gwiazdę – jak miało to miejsce w przypadku SN 2018zd, która również była obserwowana dłużej niż inne tego typu zjawiska.

– Jestem bardzo zadowolony, że odkryto w końcu ten rodzaj supernowych. Wraz z kolegami przewidzieliśmy ich istnienie i związek z mgławicą Krab już 40 lat temu. Niezmiernie doceniam też wysiłek włożony w obserwacje. To wspaniały przypadek, gdy obserwacje potwierdzają teorię – mówi Ken Nomoto z Uniwersytetu Tokijskiego.

I dodaje, że jest to dla niego domknięcie pewnej drogi w życiu. Zainteresował się astronomią, gdy w szkole średniej przeglądał zdjęcia kosmosu. Jednym z nich, jak wspomina, było właśnie wykonane przez teleskop Hubble’a zdjęcie Mgławicy Kraba.

Źródła: Nature Astronomy, EurekAlert.