Hviezdne výbuchy sú známe ako supernovy. Patria medzi najohromujúcejšie javy vo vesmíre a vedci už dávno vedia, že tieto explózie zohrávajú kľúčovú úlohu v chémii galaxií aj vo vývoji samotného vesmíru. Ale teraz prišiel fascinujúci zlom. Astronómovia vôbec po prvýkrát získali vizuálne dôkazy o tom, že niektoré supernovy môžu vybuchnúť hneď dvakrát. O téme informoval portál Science Alert.

Musia prepisovať poznatky

Pozorovania realizované pomocou Veľkého ďalekohľadu (VLT) Európskeho južného observatória (ESO) v Čile priniesli nové poznatky o starých zvyškoch supernovy s názvom SNR 0509-67.5. Tie sa nachádzajú v blízkej trpasličej galaxii Veľkom Magellanovom oblaku, vzdialenom približne 160-tisíc svetelných rokov. A práve v tomto kozmickom zvyšku vedci objavili nezvyčajný chemický podpis, ktorý nasvedčuje tomu, že došlo k tzv. dvojitej detonácii typu 1a.

Supernovy typu 1a vznikajú v binárnych systémoch, kde jedným z objektov je vždy biely trpaslík. Ide o mimoriadne hustý zvyšok hviezdy, ktorý už ukončil svoju fúznu činnosť. Ak tento biely trpaslík začne nasávať materiál zo svojho sprievodcu, môže dosiahnuť kritickú hmotnosť a explodovať.

Dlhodobo sa predpokladalo, že k výbuchu dochádza, keď sa hmotnosť bieleho trpaslíka priblíži k tzv. Chandrasekharovej hranici – asi 1,4-násobku hmotnosti Slnka. No v posledných rokoch čoraz viac dôkazov ukazuje, že niektoré výbuchy sa odohrávajú aj pod touto hranicou.

Nový model

Na scénu tak prichádza nový model známy ako dvojitá detonácia. V tomto scenári biely trpaslík najskôr akumuluje na svojom povrchu hélium. Keď tlak a teplota narastú, dôjde k explózii hélia, ktorá vyšle rázové vlny smerom dovnútra aj von. Ak je rázová vlna dostatočne silná, stlačí uhlíkovo-kyslíkové jadro trpaslíka natoľko, že sa v ňom spustí druhý výbuch. A presne tento jav sa podarilo prvýkrát pozorovať.

Pri analýze dát z prístroja MUSE vedci identifikovali dve oddelené vrstvy vápnika, čo presne zodpovedá predpovediam modelu dvojitej detonácie. „Objavili sme dvojvrstvovú morfológiu vysoko ionizovaného vápnika [Ca XV] a jednu vrstvu síry [S XII], pozorovanú v spätne šokovaných vývrhoch,“ uvádzajú autori štúdie publikovanej v časopise Nature Astronomy.

„Výbuchy bielych trpaslíkov zohrávajú v astronómii kľúčovú úlohu, no mechanizmus, ktorý ich spúšťa, stále nie je úplne pochopený,“ zdôrazňuje vedúci autor Priyam Das z Austrálie. „Toto je jasný dôkaz, že biele trpaslíky môžu explodovať skôr, než dosiahnu Chandrasekharovu hranicu, a že dvojitá detonácia naozaj nastáva v prírode,“ dodal spoluautor Ivo Seitenzahl, ktorý viedol pozorovania počas svojho pôsobenia v Heidelbergu.

Táto dvojitá explózia dokáže vysvetliť rôzne javy, ktoré astronómovia pozorujú pri supernovách typu 1a, napríklad ich rôznu jasnosť, chemické zloženie alebo odlišné profily spektra. Model navyše ráta s rôznymi hmotnosťami trpaslíkov a rozličnými typmi sprievodných hviezd.

Žeby až štyri?

A ako keby to nestačilo, vedci vo svojej práci naznačujú, že za určitých okolností môže dôjsť dokonca aj k štvoritej detonácii. To jest ak sa dve biele trpaslíky spoja a obidva prejdú dvojitou explóziou. „Takáto dvojitá dvojitá detonácia by mohla tiež viesť k pozorovanej dvojvrstvovej štruktúre vápnika,“ uvádzajú v závere štúdie.

Supernovy typu 1a sú mimoriadne dôležité v kozmológii. Slúžia ako tzv. štandardné sviece na meranie vzdialeností vo vesmíre, a tým aj na štúdium temnej energie, ktorá spôsobuje zrýchlené rozpínanie vesmíru. Okrem toho produkujú obrovské množstvo železa. Železo je prvok, ktorý je zásadný pre tvorbu planét, ako aj pre biologické procesy na Zemi. A teda čím lepšie pochopíme tieto explózie, tým viac rozumieme aj architektúre samotného vesmíru, v ktorom žijeme.