Supernova s nadlimitným bielym trpalíkom

Medzinárodný tím vedený pracovníkmi Yale University zmeral po prvý raz hmotnosť supernovy, o ktorej sa predpokladá, že patrí k unikátnej podskupine a potvrdil, že prešla cez hodnotu považovanú doteraz za hornú hranicu hmotnosti. Objav by mohol ovplyvniť spôsob, ktorým kozmológovia merajú rozpínanie vesmíru. Tí totiž používajú supernovy typu Ia – výbuchy mŕtvych jadier hviezd, tzv. bielych trpaslíkov – ako druh akéhosi kozmického pravítka na meranie vzdialeností materských galaxií supernov. Robia to preto, aby pochopili minulú a budúcu expanziu vesmíru a aby skúmali podstatu tmavej energie. Donedávna sa myslelo, že bieli trpaslíci pred tým, než vybuchnú ako supernova, nemôžu prekročiť limit nazývaný Chandrasekharova hranica, ktorá je rovná 1,4 hmotnosti Slnka. Táto jednotná hranica je kľúčovou vecou pri meraní vzdialeností supernov. Od roku 2003 boli objavené 4 také jasné supernovy, že kozmológovia zapochybovali, či ich bieli trpaslíci neprekročili Chandrasekharovu hranicu. Tieto supernovy boli značené pojmom „super-Chandrasekharove“ supernovy. Nedávno Richard Scalzo z Yale v rámci spolupráce amerických a francúzskych fyzikov s názvom „Nearby Supernova Factory “ (slov. Fabrika na blízke supernovy) zmeral hmotnosť bieleho trpaslíka, ktorý bol súčasťou jednej z týchto vzácnych supernov, označenej SN 2007if, a potvrdil, že prekročil Chandrasekharovu hranicu. Objavil tiež, že neobyčajne jasná supernova nemala len centrálnu hviezdu, ale aj obálku z hmoty, ktorá bola vyvrhnutá počas explózie ako aj obálku z materiálu, ktorý tu existoval už skôr. Vedecký tím dúfa, že tento objav pomôže vypracovať model, ktorý umožní pochopiť aj iné veľmi hmotné supernovy. Z pozorovaní z ďalekohľadov v Chile, na Havaji a v Kalifornii boli schopní zmerať hmotnosť centrálnej hviezdy aj obálok a zabezpečiť prvý presvedčivý dôkaz toho, že samotná hviezda naozaj prekročila Chandrasekharovu hranicu. Zistili, že hviezda má hmotnosť 2,1 hmotnosti Slnka s chybou 10 %, čo je značne nad limitom. Ak by boli vedci schopní zmerať hmotnosti všetkých častí hviezdneho systému, mohli by zistiť, ako sa tento systém vyvíjal a to je proces, ktorý nie je ešte dostatočne pochopený. „Skutočne toho veľa nevieme o hviezdach, ktorých vývoj vedie k takýmto supernovám,“ povedal Scalzo. „Chceme vedieť viac o tom, akým typom hviezd boli, ako vznikli a ako sa s časom vyvíjali.“ Scalzo verí, že existuje dobrá šanca na to, že supernova SN 2007if vznikla skôr ako dôsledok splynutia dvoch bielych trpaslíkov než výbuchom jedného bieleho trpaslíka. Dúfa, že bude môcť študovať ďalšie super-Chandrasekharove supernovy, aby zistil, či tiež mohli vzniknúť po splynutí dvoch bielych trpaslíkov. Teoretici pokračujú vo výskume toho, ako hviezdy s hmotnosťami nad Chandrasekharovou hranicou založenou na zjednodušenom modeli hviezd, môžu existovať bez toho, aby skolabovali pod účinkom vlastnej gravitácie. Tak či tak, podskupina takýchto supernov ovládaná „inou fyzikou“ by mohla mať dramatický efekt na spôsob, ktorý kozmológovia používajú na meranie rozpínania vesmíru. „Supernovy sa používajú na to, aby sme mohli robiť uzávery o osude vesmíru a o našej teórii gravitácie,“ dodáva Scalzo. „Ak sa zmení naše chápanie supernov, môže to mať značný dopad na naše teórie a predpovede.“

RNDr. Zdeněk Komárek