Komunikat prasowy

Gwiezdna eksplozja widziana w 3D

4 sierpnia 2010

Astronomowie użyli Bardzo Dużego Teleskopu (ESO Very Large Telescope – VLT), aby po raz pierwszy uzyskać trójwymiarowy widok rozmieszczenia najbardziej wewnętrznego materiału wyrzuconego przez gwiazdę, która niedawno eksplodowała. Najnowsze wyniki wskazują, że wybuch był nie tylko bardzo silny, ale także bardziej skoncentrowany w jednym kierunku. Jest to silny dowód na to, że supernowa musiała mieć wiele zaburzeń, co wspiera najnowsze modele komputerowe.

W przeciwieństwie do Słońca, które umrze raczej cicho, masywne gwiazdy kończą swoje krótkie życie eksplodując jako supernowe, wyrzucając niesamowicie dużą ilość materii. W tej klasie, supernowa 1987A (SN 1987A) w dość bliskim Wielkim Obłoku Magellana, zajmuje specjalne miejsce. Dostrzeżona w 1987 r. była pierwszą od 383 lat supernową widoczną gołym okiem (eso8704). Dodatkowo dzięki względnej bliskości obiektu astronomowie byli w stanie zbadać wybuch masywnej gwiazdy i jego pozostałości bardziej szczegółowo niż kiedykolwiek wcześniej. Nie jest zatem niespodzianką, że zaledwie kilka wydarzeń we współczesnej astronomii spotkało się z tak entuzjastycznym odzewem naukowców.

SN 1987A była rajem dla astrofizyków (eso8711 and eso0708). Dostarczyła kilku znaczących "pierwszych" obserwacji, takich jak detekcja neutrin z kolapsującego wnętrza gwiazdowego powodującego eksplozję, lokalizacja gwiazdy przed eksplozją na archiwalnych płytach fotograficznych, oznaki asymetrycznej eksplozji, bezpośrednie obserwacje pierwiastków radioaktywnych wytworzonych podczas wybuchu, obserwacje formowania się pyłu w supernowej, a także wykrycie materiału okołogwiazdowego i międzygwiazdowego (eso0708).

Nowe obserwacje używające unikalnego instrumentu SINFONI [1] na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) dostarczyły jeszcze dokładniejszej wiedzy o tym niesamowitym zdarzeniu, gdyż astronomowie byli w stanie uzyskać po raz pierwszy trójwymiarową rekonstrukcję centralnej części materiału z eksplozji.

Widok ten pokazuje, że w niektórych kierunkach wybuch był silniejszy i szybszy niż w innych, prowadząc do nieregularnego kształtu i rozciągnięcia niektórych części dalej w przestrzeń kosmiczną.

Pierwszy materiał wyrzucony przez eksplozję poruszał się z niesamowitą prędkością 100 milionów km/h, czyli około jednej dziesiątej prędkości światła (albo 100 000 razy szybciej niż pasażerski samolot odrzutowy). Nawet przy tej zawrotnej szybkości aż 10 lat zajęło mu dotarcie do poprzednio istniejącego pierścienia gazu i pyłu wydmuchanego przez umierającą gwiazdę. Zdjęcia pokazują też, że kolejna fala materiału porusza się dziesięciokrotnie wolniej i jest podgrzewana przez pierwiastki radioaktywne utworzone w wybuchu.

"Ustaliliśmy rozkład prędkości wewnętrznej części materiału wyrzuconego przez supernową SN 1987 A" mówi główny autor Karina Kjær. "To w jaki sposób supernowa wybucha nie jest zbyt dobrze zrozumiane, ale sposób w jaki gwiazd eksplodowała pozostawia ślady w wewnętrznym materiale. Możemy zobaczyć, że ten materiał nie został wyrzucony symetrycznie we wszystkich kierunkach, ale miał preferowany kierunek. Dodatkowo kierunek ten jest różny od spodziewanego na podstawie pozycji pierścienia."

Takie niesymetryczne zachowanie zostało przewidziane przez niektóre z najnowszych komputerowych modeli supernowych, które odkryły, że podczas wybuchu występują wielkoskalowe niestabilności. Nowe obserwacje są więc pierwszym bezpośrednim potwierdzeniem tych modeli.

SINFONI jest wiodącym instrumentem w swojej klasie, a poziom szczegółowości, który udostępnia, pozwolił zespołowi na wysnucie wniosków. Zaawansowany system optyki adaptywnej zniwelował efekty pochodzące od ziemskiej atmosfery, a technika zwana spektroskopią całego pola, pozwoliła astronomom zbadać jednocześnie różne części chaotycznego centrum supernowej, prowadząc do zbudowania trójwymiarowego obrazu.

"Spektroskopia całego pola jest specjalną techniką, w której każdy piksel zawiera informacje o naturze i prędkości gazu" mówi Kjær. "Oznacza to, że poza zwykłym obrazem mamy także prędkość wzdłuż linii widzenia. Ponieważ znamy czas, który minął od wybuchu i ponieważ materiał porusza się naprzód bez przeszkód, możemy zamienić jego prędkość na odległość. Daje to nam obraz wewnętrznej części wyrzuconego materiału widzianego na wprost i z boku.

Uwagi

[1] Zespół użył spektrografu SINFONI (Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared) zamontowanego na Bardzo Dużym Teleskopie VLT (ESO Very Large Telescope). SINFONI to pracujący w bliskiej podczerwieni (1.1–2.45 µm) spektrograf całego pola wspierany przez moduł optyki adaptywnej.

Więcej informacji

Wyniki badań ukażą się w "Astronomy and Astrophysics" ("The 3-D Structure of SN 1987A's inner Ejecta", autor K. Kjær i inni).

W skład zespołu naukowców wchodzą: Karina Kjær (Queen's University Belfast, Wielka Brytania), Bruno Leibundgut oraz Jason Spyromilio (ESO), Claes Fransson oraz Anders Jerkstrand (Stockholm University, Szwecja).

ESO, Europejskie Obserwatorium Południowe, jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Należy do niego 14 krajów: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz teleskop VISTA, największy na świecie instrument do przeglądów nieba. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 42-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się "największym okiem świata na niebo".

Linki

• Publikacja naukowa
• Więcej informacji o SN 1987A

Kontakt

Karina Kjær
Queen’s University
Belfast, UK
Tel.: +44 28 9028 8662
Tel. kom.: +44 79 1608 0702
E-mail: karina.kjaer@gmail.com

Bruno Leibundgut
ESO
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6295
E-mail: bleibund@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych