Επιβίωση του “Ζόμπι” Αστέρι μετά από Έκρηξη Σούπερνόβα

Οι αστρονόμοι μελετούν εντατικά την περίπτωση ενός αστεριού «ζόμπι» που κρύβεται στην καρδιά των συντριμμιών ενός σουπερνόβα.

Μια τέτοια κοσμική έκρηξη θα έπρεπε να είχε καταστρέψει αυτό τον άψυχο λευκό νάνο, αλλά αντίθετα, σημάδεψε τον ουράνιο τάφο του με ένα «λουλούδι» που δημιουργήθηκε από συντρίμμια.

Αυτή η μοναδική ανακάλυψη μας προσφέρει νέες πληροφορίες για την εξέλιξη των άστρων και τις διαδικασίες που διέπουν τα σουπερνόβα.

Ιστορικό και παρατήρηση

Η ανθρωπότητα αντιλήφθηκε για πρώτη φορά τη θανατηφόρα συντριβή αυτού του άστρου το 1181, όταν ένα νέο αστέρι, ή «φιλοξενούμενος αστέρας», εμφανίστηκε στον αστερισμό της Κασσιόπης για έξι μήνες πριν εξαφανιστεί. Αυτό έκανε το σουπερνόβα, που τώρα ονομάζεται SN 1181, ένα από τα λίγα σουπερνόβα που παρατηρήθηκαν πριν από την εφεύρεση του τηλεσκοπίου.

Το 2021, η ερασιτέχνης αστρονόμος Dana Patchick παρακολούθησε το SN 1181 πίσω στη θέση του στο νεφέλωμα Pa 30 που βρίσκεται στον Γαλαξία μας, προσδιορίζοντας ότι το σουπερνόβα εξερράγη πριν από περίπου 1.000 χρόνια, περίπου 200 χρόνια πριν την εντοπίσουν και την τεκμηριώσουν οι πρόγονοί μας.

Μελέτη από τους αστρονόμους

Μια πρόσφατη ομάδα, με επικεφαλής τον Tim Cunningham από το Κέντρο Αστροφυσικής του Harvard & Smithsonian και την Ilaria Caiazzo από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Αυστρίας (ISTA), πραγματοποίησε μια λεπτομερή μελέτη των υπολειμμάτων του SN 1181.

Ο Caiazzo ανέφερε: «Ο πρώτος λεπτομερής τρισδιάστατος χαρακτηρισμός της ταχύτητας και της χωρικής δομής ενός υπολείμματος σουπερνόβα μας λέει πολλά για ένα μοναδικό κοσμικό γεγονός που παρατήρησαν οι πρόγονοί μας πριν από αιώνες».

Σουπερνόβα SN 1181

Η SN 1181 δεν είναι ένα τυπικό σουπερνόβα, γι’ αυτό και έχει συναρπάσει αστρονόμους όπως ο Cunningham και η Caiazzo. Ο τύπος σουπερνόβα που ανήκει είναι ο «Σουπερνόβα Τύπου Ia».

Τα σουπερνόβα είναι συνήθως τόσο ομοιόμορφα που οι αστρονόμοι τα αναφέρουν ως τυπικά κεριά, αφού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση ουράνιων αποστάσεων.

Αντίθετα από άλλα σουπερνόβα, τα σουπερνόβα τύπου Ia ξεκινούν με έναν νεκρό αστέρα, που τρέφεται από έναν αστρικό σύντροφο. Αυτοί οι λευκοί νάνοι θα αφήσουν πίσω τους ένα πτώμα όταν ο ήλιος μας πεθάνει σε περίπου 6 δισεκατομμύρια χρόνια.

Η διαδικασία των σουπερνόβα

Όταν αυτοί οι λευκοί νάνοι τρέφονται από τον κοσμικό τους σύντροφο, το υλικό που απομακρύνει δεν μπορεί να πέσει απευθείας στο νεκρό αστέρι λόγω της γωνιακής ορμής. Το υλικό σχηματίζει έναν στροβιλιζόμενο πεπλατυσμένο δίσκο γύρω από τον λευκό νάνο, που τον τροφοδοτεί σταδιακά. Ωστόσο, αυτή η κατάσταση δεν μπορεί να συνεχιστεί επ’ αόριστον και τελικά προκαλεί μια θερμοπυρηνική έκρηξη που μπορεί να καταστρέψει τον λευκό νάνο.

Σε σπάνιες περιπτώσεις, το αστέρι του λευκού νάνο δεν καταστρέφεται εντελώς και ζει ως ένα θρυμματισμένο απομεινάρι ή «άστρο ζόμπι». Αυτές οι περιπτώσεις ονομάζονται «σουπερνόβα τύπου Iax», και το SN 1181 είναι ένα τέτοιο παράδειγμα.

Χαρακτηριστικά του άστρου ζόμπι

Το σουπερνόβα τύπου Iax στο νεφέλωμα Pa 30 έχει αφήσει το άστρο ζόμπι ένα από τα πιο καυτά αστρικά σώματα στον Γαλαξία μας, με εκτιμώμενη θερμοκρασία επιφάνειας περίπου 360.000 βαθμούς Φαρενάιτ (200.000 βαθμοί Κελσίου). Για σύγκριση, ο ήλιος έχει θερμοκρασία επιφάνειας περίπου 10.000 βαθμούς Φαρενάιτ (5.500 βαθμούς Κελσίου).

Βίαιοι αστρικοί άνεμοι

Αυτό το αστέρι ζόμπι χτυπά βίαια το υπόλοιπο νεφέλωμα του σπιτιού του με αστρικούς ανέμους που φτάνουν σε ταχύτητες 36 εκατομμυρίων μιλίων την ώρα. Αυτή η ταχύτητα είναι περίπου 45.000 φορές πιο γρήγορη από την ταχύτητα του ήχου στη Γη, καθιστώντας το ένα εξαιρετικά ενδιαφέρον αντικείμενο για μελέτη.

Η έρευνα με το Keck Cosmic Web Imager

Για τη διεξαγωγή αυτής της έρευνας, η ομάδα στράφηκε σε δεδομένα που συλλέχθηκαν από το Keck Cosmic Web Imager (KCWI). Αυτή η φασματοσκοπική συσκευή μπορεί να ανιχνεύσει τις πιο αμυδρές πηγές φωτός του σύμπαντος, επιτρέποντας στην ομάδα να κατασκευάσει ένα τρισδιάστατο μοντέλο του SN 1181 και να οπτικοποιήσει την κίνηση των συντριμμιών του.

Η ευαισθησία του KCWI επέτρεψε στην ομάδα να δημιουργήσει μια δυναμική εικόνα του συστήματος SN 1181, η οποία αποτυπώνει την κίνηση των συντριμμιών και την εντυπωσιακή δομή του νεφελώματος.

Η μελέτη του SN 1181 προσφέρει σημαντικές γνώσεις σχετικά με τη διαδικασία των σουπερνόβα και τις μεταμορφώσεις των αστέρων. Οι ανακαλύψεις αυτές ενισχύουν την κατανόησή μας για τα κοσμικά γεγονότα που συμβαίνουν στο σύμπαν και προσφέρουν μια συναρπαστική ματιά στη ζωή και τον θάνατο των άστρων.