Astronomi su pronašli direktnu vezu između eksplozivne smrti masivnih zvijezda i formiranja najkompaktnijih i najzagonetnijih objekata u svemiru — crnih jama i neutronskih zvijezda. Uz pomoć Vrlo velikog teleskopa Europske južne opservatorije (ESO-ov VLT) i ESO-vog teleskopa nove tehnologije (NTT), dva su tima uspjela posmatrati posljedice eksplozije supernove u obližnjoj galaksiji, pronalazeći dokaze za tajanstveni kompaktni objekt koji je ostavila iza sebe.

Kada masivne zvijezde dođu do kraja svog života, one kolapsiraju pod vlastitom gravitacijom tako brzo da dolazi do silovite eksplozije poznate kao supernova. Astronomi vjeruju da je, nakon eksplozije, ono što je ostalo ultra-gusta jezgra ili kompaktni ostatak zvijezde. Ovisno o tome koliko je zvijezda masivna, kompaktni ostatak bit će ili neutronska zvijezda — objekt toliko gust da bi čajna kašičica njegovog materijala ovdje na Zemlji težila oko trilion kilograma — ili crna jama — objekt iz kojeg ništa,  čak i svjetlost, ne može pobjeći.

Astronomi su pronašli mnoge tragove koji upućuju na ovaj lanac događaja u prošlosti, kao što je pronalazak neutronske zvijezde unutar Rakove magline, oblaka plina koji je ostao nakon eksplozije zvijezde prije gotovo hiljadu godina. Ali nikada prije nisu vidjeli da se ovaj proces događa u stvarnom vremenu, što znači da je direktan dokaz da supernova ostavlja za sobom kompaktni ostatak. “U našem radu uspostavljamo takvu direktnu vezu”, kaže Ping Chen, istraživač na Weizmann institutu za nauku, Izrael, i glavni autor studije objavljene danas u Nature-u i predstavljene na 243. sastanku Američkog astronomskog društva u New Orleansu, SAD. Sreća istraživača dogodila se u maju 2022., kada je južnoafrički astronom amater Berto Monard otkrio supernovu SN 2022jli u spiralnom kraku obližnje galaksije NGC 157, udaljene 75 miliona svjetlosnih godina. Dva odvojena tima obratila su pažnju na posljedice ove eksplozije i otkrili da ima jedinstveno ponašanje.

Nakon eksplozije, sjaj većine supernova jednostavno opada s vremenom; astronomi vide glatko, postupno opadanje ‘svjetlosne krive’ eksplozije. Ali ponašanje SN 2022jli vrlo je neobično: kako ukupni sjaj opada, ona je u ‘krivulji svjetlosti’ eksplozije. Ali ponašanje SN 2022jli vrlo je neobično: kako ukupni sjaj opada, to ne ide glatko, već umjesto toga oscilira gore-dolje svakih 12 dana. “U podacima SN 2022jli vidimo ponavljajući niz pojačanja i smanjenja sjaja”, kaže Thomas Moore, doktorand na Queen’s University Belfast, Sjeverna Irska, koji je vodio studiju supernove objavljenu krajem prošle godine u Astrophysical Journalu. “Ovo je prvi put da su ponovljene periodične oscilacije, tokom mnogih ciklusa, otkrivene u krivoj svjetlosti supernove”, primijetio je Moore u svom radu.

I timovi Moore-a i Chen-a vjeruju da bi prisutnost više od jedne zvijezde u sistemu SN 2022jli mogla objasniti ovakvo ponašanje. Zapravo, nije neobično da masivne zvijezde budu u orbiti sa zvijezdom pratilicom u onome što je poznato kao dvojni (binarni sistem), a zvijezda koja je uzrokovala SN 2022jli nije bila iznimka. Međutim, ono što je izvanredno u vezi s ovim sistemom jest da se čini da je zvijezda pratilac preživjela nasilnu smrt svog partnera i da su dva objekta, kompaktni ostatak i pratilac, vjerojatno nastavili kružiti jedan oko drugog. Spajajući sve tragove zajedno, dva tima se slažu da je, kada je zvijezda pratilac stupila u interakciju s materijalom izbačenim tokom eksplozije supernove, njezina atmosfera bogata vodikom postala pufnastija nego inače. Zatim, dok bi kompaktni objekt koji je ostao nakon eksplozije prolazio kroz atmosferu saputnika na svojoj orbiti, krao bi plin vodik, formirajući oko sebe vrući disk materije. Ova povremena krađa materije, ili akrecija, oslobodila je mnogo energije koja je pokupljena kao redovite promjene sjaja u promatranjima.

Iako timovi nisu mogli posmatrati svjetlost koja dolazi iz samog kompaktnog objekta, zaključili su da se ova krađa energije može dogoditi samo zbog nevidljive neutronske zvijezde, ili možda crne jame, koja privlači materiju iz pufaste atmosfere zvijezde pratilice. “Naše istraživanje je poput rješavanja zagonetke prikupljanjem svih mogućih dokaza”, kaže Chen. “Svi ovi komadići koji se poredaju vode do istine.” S potvrđenom prisutnošću crne jame ili neutronske zvijezde, još uvijek ima mnogo toga za otkriti o ovom zagonetnom sistemu, uključujući tačnu prirodu kompaktnog objekta ili kakav bi kraj mogao čekati ovaj binarni sustav. Teleskopi sljedeće generacije kao što je ESO-ov Extremely Large Telescope, koji bi trebao početi s radom kasnije ovog desetljeća, pomoći će u tome, omogućujući astronomima da otkriju neviđene detalje ovog jedinstvenog sistema.

Pripremio: Muhamed Muminović

Izvor: ESO.org