Astronomi Evropskega južnega observatorija (ESO) so v izjemno hitri akciji s teleskopom VLT v Čilu posneli trenutek, ko je udarni val supernove prvič prebil površino zvezde. Takšnega prizora znanstveniki praviloma ne ujamejo, saj traja le nekaj ur. Iz ESO so navedli, da je šlo za „najzgodnejšo, kratkotrajno fazo eksplozije, ki bi že naslednji dan izginila iz vidnega okna“.
Supernova SN 2024ggi je izbruhnila v galaksiji NGC 3621, oddaljeni približno 22 milijonov svetlobnih let. Na priloženi ilustraciji je prikazana v obliki podolgovate strukture, ki spominja na oljko. Prav takšno obliko je instrument FORS2 pozneje potrdil tudi v dejanskih meritvah.
Izbruh svetlobe je opazovalne sisteme prvič dosegel 10. aprila 2024. Glavni avtor študije, Yi Yang z univerze Tsinghua, je bil v tistem trenutku na poti. Ekipa je sporočila, da je bilo treba ukrepati takoj, saj je „vsaka ura štela“. Dvanajst ur po prvem alarmu je bil ESO-ju poslan predlog za opazovanje. Teleskop VLT je bil odobren in usmerjen proti cilju le 26 ur po odkritju.
Yang je poudaril, da je bila bližina galaksije ključna. Po njegovih besedah je bila SN 2024ggi „redka priložnost, da se razkrije oblika eksplozije, še preden jo preoblikujejo poznejši tokovi snovi“.
Kaj so pokazala prva opazovanja
V prvem paketu meritev je teleskop zaznal fazo, v kateri je eksplozijski material z notranjih plasti zvezde že prebil površino. Dietrich Baade iz ESO je pojasnil, da so „za nekaj ur lahko hkrati opazovali strukturo same zvezde in začetno geometrijo eksplozije“.
Yang je dodal, da sama geometrija razkritja veliko pove o tem, kako umirajo masivne zvezde. Po njegovih besedah „so procesi, ki vodijo do supernov, še vedno predmet številnih vprašanj“, saj je natančen mehanizem eksplozij teh zvezd zapleten. Predhodnica SN 2024ggi je bila rdeča superorjakinja z maso med dvanajst in petnajst Sonc ter s polmerom, ki je prevel le za več kot petstokrat.
Spektropolarimetrija kot ključ do skrite oblike
Za merjenje so uporabljali spektropolarimetrijo. Gre za tehniko, ki omogoča določanje oblike objekta prek polarizacije svetlobe. Lifan Wang z univerze Texas A&M je pojasnil, da metoda „razkriva geometrijo tudi takrat, ko se supernova na nebu vidi le kot ena svetla točka“. Ekipa je na tej osnovi razbrala, da se je začetni izmet snovi oblikoval kot oljka, z razširitvijo vzdolž ene osi.
Iz ESO so poudarili, da je FORS2 edini instrument na južni polobli, ki zmore tako natančne polarimetrične meritve. Ko se je izmet kasneje razširil in trčil v okoliški material, se je struktura sploščila, a smer simetrije se ni spremenila.
Nova spoznanja o smrti masivnih zvezd
Rezultati opazovanj so raziskovalcem omogočili, da zavrnejo nekatere obstoječe modele nastanka supernov. Yang je ocenil, da „izmerjena osna simetrija kaže na skupni fizikalni mehanizem, ki poganja eksplozije številnih masivnih zvezd“.
Ferdinando Patat iz ESO je dodal, da odkritje potrjuje pomen hitrega odzivanja. Kot je povedal, je „sodelovanje in takojšnje ukrepanje omogočilo vpogled v procese, ki so sicer skriti pred vsemi teleskopi“.
Opomba: Polarizacija svetlobe razkriva asimetrije v objektu, ki jih ni mogoče videti neposredno. V popolnoma kroglastih zvezdah se posamezne polarizacije izničijo, kar pomeni, da odstopanja od kroglaste oblike ustvarijo merljiv signal.
Raziskava je bila predstavljena v članku, ki bo objavljen v reviji Science Advances (doi: 10.1126/sciadv.adx2925).
[Foto: ESO/L. Calçada]
