Για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι απέκτησαν οπτικές αποδείξεις ότι ένα αστέρι έφτασε στο τέλος του με διπλή έκρηξη. Μελετώντας τα αιωνόβια υπολείμματα του σουπερνόβα SNR 0509-67.5 με το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (VLT του ESO), βρήκαν μοτίβα που επιβεβαιώνουν ότι το άστρο του υπέστη δύο εκρηκτικές εκρήξεις. Δημοσιεύτηκε σήμερα και η ανακάλυψη αυτή δείχνει μερικές από τις πιο σημαντικές εκρήξεις στο Σύμπαν υπό νέο πρίσμα.
Οι περισσότερες σουπερνόβα είναι οι εκρηκτικοί θάνατοι μεγάλων αστεριών, αλλά μια σημαντική ποικιλία προέρχεται από μια απλή πηγή. Οι λευκοί νάνοι, οι μικροί, ανενεργοί πυρήνες που απομένουν αφού αστέρια όπως ο Ήλιος μας εξαντλήσουν το πυρηνικό τους καύσιμο, μπορούν να παράγουν αυτό που οι αστρονόμοι ονομάζουν σουπερνόβα τύπου Ia.
«Οι εκρήξεις των λευκών νάνων παίζουν κρίσιμο ρόλο στην αστρονομία», λέει η Priyam Das, διδακτορική φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στην Καμπέρα της Αυστραλίας, η οποία ηγήθηκε της μελέτης για το SNR 0509-67.5 που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature Astronomy. Μεγάλο μέρος της γνώσης μας για το πώς διαστέλλεται το Σύμπαν βασίζεται σε σουπερνόβα Τύπου Ia, τα οποία αποτελούν επίσης την κύρια πηγή σιδήρου στον πλανήτη μας, συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου στο αίμα μας. «Ωστόσο, παρά τη σημασία τους, το μακροχρόνιο παζλ του ακριβούς μηχανισμού που πυροδοτεί την έκρηξή τους παραμένει άλυτο», προσθέτει.
Όλα τα μοντέλα που εξηγούν τους σουπερνόβα Τύπου Ia ξεκινούν με έναν λευκό νάνο σε ένα ζεύγος αστέρων. Εάν περιστρέφεται αρκετά κοντά στο άλλο αστέρι σε αυτό το ζεύγος, ο νάνος μπορεί να κλέψει υλικό από τον σύντροφό του. Στην πιο καθιερωμένη θεωρία πίσω από τους σουπερνόβα Τύπου Ia, ο λευκός νάνος συσσωρεύει ύλη από τον σύντροφό του μέχρι να φτάσει σε μια κρίσιμη μάζα, οπότε και υφίσταται μια μόνο έκρηξη. Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες έχουν υπονοήσει ότι τουλάχιστον ορισμένοι σουπερνόβα Τύπου Ia θα μπορούσαν να εξηγηθούν καλύτερα από μια διπλή έκρηξη που πυροδοτήθηκε πριν το αστέρι φτάσει σε αυτήν την κρίσιμη μάζα.
Τώρα, οι αστρονόμοι έχουν καταγράψει μια νέα εικόνα που αποδεικνύει ότι η διαίσθησή τους ήταν σωστή: τουλάχιστον ορισμένοι σουπερνόβα Τύπου Ia εκρήγνυνται μέσω ενός μηχανισμού «διπλής έκρηξης». Σε αυτό το εναλλακτικό μοντέλο, ο λευκός νάνος σχηματίζει ένα στρώμα κλεμμένου ηλίου γύρω του, το οποίο μπορεί να γίνει ασταθές και να αναφλεγεί. Αυτή η πρώτη έκρηξη δημιουργεί ένα ωστικό κύμα που ταξιδεύει γύρω από τον λευκό νάνο και προς τα μέσα, πυροδοτώντας μια δεύτερη έκρηξη στον πυρήνα του άστρου — δημιουργώντας τελικά τον σουπερνόβα.
Μέχρι τώρα, δεν υπήρχαν σαφείς, οπτικές ενδείξεις διπλής έκρηξης ενός λευκού νάνου. Πρόσφατα, οι αστρονόμοι έχουν προβλέψει ότι αυτή η διαδικασία θα δημιουργούσε ένα διακριτικό μοτίβο ή δακτυλικό αποτύπωμα στα ακόμα λαμπερά υπολείμματα του σουπερνόβα, ορατό πολύ μετά την αρχική έκρηξη. Η έρευνα υποδηλώνει ότι τα υπολείμματα ενός τέτοιου σουπερνόβα θα περιείχαν δύο ξεχωριστά κελύφη ασβεστίου.
Οι αστρονόμοι βρήκαν τώρα αυτό το δακτυλικό αποτύπωμα στα υπολείμματα ενός σουπερνόβα. Ο Ivo Seitenzahl, ο οποίος ηγήθηκε των παρατηρήσεων και βρισκόταν στο Γερμανικό Ινστιτούτο Θεωρητικών Μελετών της Χαϊδελβέργης όταν διεξήχθη η μελέτη, λέει ότι αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν «μια σαφή ένδειξη ότι οι λευκοί νάνοι μπορούν να εκραγούν πολύ πριν φτάσουν στο διάσημο όριο μάζας Chandrasekhar και ότι ο μηχανισμός «διπλής έκρηξης» πράγματι συμβαίνει στη φύση». Η ομάδα κατάφερε να ανιχνεύσει αυτά τα στρώματα ασβεστίου (με μπλε χρώμα στην εικόνα) στο υπόλειμμα σουπερνόβα SNR 0509-67.5 παρατηρώντας το με τον Πολυμοναδικό Φασματοσκοπικό Εξερευνητή (MUSE) στο VLT του ESO. Αυτό παρέχει ισχυρές ενδείξεις ότι ένας σουπερνόβα Τύπου Ia μπορεί να εμφανιστεί πριν ο λευκός νάνος που τον φιλοξενεί φτάσει σε κρίσιμη μάζα.
Οι σουπερνόβα Τύπου Ia είναι το κλειδί για την κατανόησή μας για το Σύμπαν. Συμπεριφέρονται με πολύ συνεπείς τρόπους και η προβλέψιμη φωτεινότητά τους – ανεξάρτητα από το πόσο μακριά βρίσκονται – βοηθά τους αστρονόμους να μετρούν αποστάσεις στο διάστημα. Χρησιμοποιώντας τους ως κοσμική μεζούρα, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος, μια ανακάλυψη που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 2011. Η μελέτη του τρόπου με τον οποίο εκρήγνυνται μας βοηθά να κατανοήσουμε γιατί έχουν τόσο προβλέψιμη φωτεινότητα.
Ο Das έχει επίσης ένα άλλο κίνητρο να μελετήσει αυτές τις εκρήξεις. «Αυτή η απτή απόδειξη μιας διπλής έκρηξης όχι μόνο συμβάλλει στην επίλυση ενός μακροχρόνιου μυστηρίου, αλλά προσφέρει και ένα οπτικό θέαμα», λέει, περιγράφοντας την «όμορφα πολυεπίπεδη δομή» που δημιουργεί ένας σουπερνόβα. Για αυτόν, «η αποκάλυψη των εσωτερικών λειτουργιών μιας τόσο θεαματικής κοσμικής έκρηξης είναι απίστευτα ικανοποιητική».
Περισσότερες πληροφορίες
Αυτή η έρευνα παρουσιάστηκε σε μια εργασία με τίτλο «Το ασβέστιο σε ένα υπόλειμμα σουπερνόβα δείχνει το αποτύπωμα μιας μαζικής έκρηξης υπο-Τσαντρασεκάρ» που θα δημοσιευτεί στο Nature Astronomy στη διεύθυνση https://www.nature.com/articles/s41550-025-02589-5 (doi: 10.1038/s41550-025-02589-5).
Η ομάδα αποτελείται από τους P. Das (Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας, Αυστραλία [UNSW] & Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Heidelberg, Germany [HITS]), I. R. Seitenzahl (HITS), A. J. Ruiter (UNSW & HITS & OzGrav: The ARCvitationalor Centre of Discover, Australia, Gravityor Australia, Have, Gravityor Centre, ARC. of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions), F. K. Röpke (HITS & Institut für Theoretische Astrophysik, Heidelberg, Γερμανία & Astronomisches Recheninstitut, Χαϊδελβέργη, Γερμανία), R. Pakmor (Ινστιτούτο Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας Max-Planck, Γκάρτσινγκ, Γερμανία [MPA]), F. P. A. Vogt (Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας – MeteoSwiss, Παγιέρν, Ελβετία), C. E. Collins (Πανεπιστήμιο του Δουβλίνου, Δουβλίνο, Ιρλανδία & Κέντρο Αστροφυσικής GSI, Ντάρμστατ, Γερμανία), P. Ghavamian (Πανεπιστήμιο Towson, Τάουσον, ΗΠΑ), S. A. Sim (Πανεπιστήμιο Queen’s στο Μπέλφαστ, Μπέλφαστ, Ηνωμένο Βασίλειο), B. J. Williams (Εργαστήριο Αστροφυσικής Ακτίνων Χ NASA/GSFC, Γκρίνμπελτ, ΗΠΑ), S. Taubenberger (MPA & Τεχνικό Πανεπιστήμιο Μονάχου, Γκάρτσινγκ, Γερμανία), J. M. Laming (Εργαστήριο Ναυτικών Ερευνών, Ουάσινγκτον, ΗΠΑ), J. Suherli (Πανεπιστήμιο της Μανιτόμπα, Γουίνιπεγκ, Καναδάς), R. Sutherland (Εθνικό Πανεπιστήμιο Αυστραλίας, Weston Creek, Αυστραλία) και N. Rodríguez-Segovia (UNSW).
Το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο (ESO) επιτρέπει στους επιστήμονες παγκοσμίως να ανακαλύψουν τα μυστικά του Σύμπαντος προς όφελος όλων. Σχεδιάζουμε, κατασκευάζουμε και λειτουργούμε αστεροσκοπεία παγκόσμιας κλάσης επί τόπου — τα οποία οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν για να αντιμετωπίσουν συναρπαστικά ερωτήματα και να διαδώσουν τη γοητεία της αστρονομίας — και προωθούμε τη διεθνή συνεργασία για την αστρονομία. Ιδρύθηκε ως διακυβερνητικός οργανισμός το 1962, σήμερα το ESO υποστηρίζεται από 16 κράτη μέλη (Αυστρία, Βέλγιο, Τσεχία, Δανία, Γαλλία, Φινλανδία, Γερμανία, Ιρλανδία, Ιταλία, Ολλανδία, Πολωνία, Πορτογαλία, Ισπανία, Σουηδία, Ελβετία και Ηνωμένο Βασίλειο), μαζί με το κράτος υποδοχής της Χιλής και με την Αυστραλία ως Στρατηγικό Εταίρο.
Η έδρα του ESO και το κέντρο επισκεπτών και το πλανητάριο, το ESO Supernova, βρίσκονται κοντά στο Μόναχο στη Γερμανία, ενώ η έρημος Atacama της Χιλής, ένα θαυμάσιο μέρος με μοναδικές συνθήκες για παρατήρηση του ουρανού, φιλοξενεί τα τηλεσκόπιά μας. Το ESO λειτουργεί τρεις τοποθεσίες παρατήρησης: La Silla, Paranal και Chajnantor. Στο Paranal, το ESO λειτουργεί το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο και το Συμβολόμετρο Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου, καθώς και τηλεσκόπια έρευνας όπως το VISTA. Επίσης, στο Paranal, το ESO θα φιλοξενήσει και θα λειτουργήσει το Cherenkov Telescope Array South, το μεγαλύτερο και πιο ευαίσθητο παρατηρητήριο ακτίνων γάμμα στον κόσμο.
Μαζί με διεθνείς εταίρους, το ESO λειτουργεί το ALMA στο Chajnantor, μια εγκατάσταση που παρατηρεί τον ουρανό στην περιοχή των χιλιοστών και των υποχιλιοστών. Στο Cerro Armazones, κοντά στο Paranal, κατασκευάζουμε «το μεγαλύτερο μάτι στον ουρανό στον κόσμο» – το Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο του ESO. Από τα γραφεία μας στο Σαντιάγο της Χιλής υποστηρίζουμε τις δραστηριότητές μας στη χώρα και συνεργαζόμαστε με τους Χιλιανούς εταίρους και την κοινωνία.
