Eksplozija zvijezde supernove izuzetno je nasilan događaj – obično uključuje zvijezdu više od osam puta veće mase od našeg Sunca koja iscrpljuje svoje nuklearno gorivo i prolazi kroz kolaps jezgre, izazivajući jednu snažnu eksploziju.
No, rjeđa vrsta supernove uključuje drugačiju vrstu zvijezde, takozvanog bijelog patuljka – i dvostruku eksploziju. Znanstvenici su prvi put dobili fotografske dokaze ove vrste supernove, koristeći Vrlo veliki teleskop Europskog južnog opservatorija sa sjedištem u Čileu.
Uzastopne eksplozije uništile su bijelog patuljka koji je imao masu otprilike jednaku Suncu i nalazio se oko 160.000 svjetlosnih godina od Zemlje u smjeru zviježđa Dorado u galaksiji blizu Mliječne staze zvanoj Veliki Magellanov oblak. Svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj godini, što odgovara 9,5 bilijuna km.
Slika prikazuje mjesto eksplozije otprilike 300 godina nakon što se dogodila, s dvije koncentrične ljuske elementa kalcija koje se kreću prema van.
Ova vrsta eksplozije, nazvana supernova tipa Ia, uključivala bi interakciju između bijelog patuljka i blisko orbitirajuće zvijezde pratitelja – bilo drugog bijelog patuljka ili neobične zvijezde bogate helijem – u onome što se naziva binarnim sustavom.
Primarni bijeli patuljak bi svojom gravitacijskom silom počeo izvlačiti helij iz svog pratitelja. Helij na površini bijelog patuljka u nekom trenutku postao bi toliko vruć i gust da bi detonirao, stvarajući udarni val koji bi komprimirao i zapalio temeljnu jezgru zvijezde i izazvao drugu detonaciju.
“Ništa ne ostaje. Bijeli patuljak je potpuno uništen”, rekao je Priyam Das, doktorand astrofizike na Sveučilištu New South Wales Canberra u Australiji, glavni autor studije objavljene u časopisu Nature Astronomy.
“Vremensko kašnjenje između dvije detonacije u biti je određeno vremenom koje je potrebno da detonacija helija putuje od jednog pola zvijezde do drugog. To je samo oko dvije sekunde”, rekao je astrofizičar i koautor studije Ivo Seitenzahl, gostujući znanstvenik na Australskom nacionalnom sveučilištu u Canberri.
Kod češćeg tipa supernove, ostatak masivne eksplodirane zvijezde ostaje u obliku guste neutronske zvijezde ili crne rupe.
Astronomi su koristili instrument MUSE, Multi-Unit Spectroscopic Explorer, na teleskopu u Čileu, kako bi mapirali raspodjelu različitih kemijskih elemenata nakon supernove. Kalcij se na slici vidi u plavoj boji – vanjski prsten uzrokovan prvom detonacijom, a unutarnji prsten drugom.
Ove dvije kalcijeve ljuske predstavljaju “savršen nedvojbeni dokaz mehanizma dvostruke detonacije”, rekao je Das.
“Ovo možemo nazvati forenzičkom astronomijom, budući da proučavamo mrtve ostatke zvijezda kako bismo razumjeli što je uzrokovalo smrt”, rekao je Das.
Zvijezde s masom do osam puta većom od našeg Sunca čini se da su predodređene da postanu bijeli patuljak. Na kraju sagore sav vodik koji koriste kao gorivo. Gravitacija zatim uzrokuje njihov kolaps i otpuhivanje vanjskih slojeva u fazi “crvenog diva”, ostavljajući na kraju kompaktnu jezgru – bijelog patuljka. Velika većina njih ne eksplodira kao supernove.
Iako su znanstvenici znali za postojanje supernova tipa Ia, do sada nije bilo jasnih vizualnih dokaza o takvoj dvostrukoj detonaciji. Supernove tipa Ia važne su u smislu nebeske kemije jer stvaraju teže elemente poput kalcija, sumpora i željeza.