Komunikat prasowy

Podwójna detonacja: nowe zdjęcie pokazuje pozostałości po gwieździe zniszczonej przez podwójną eksplozję

2 lipca 2025

Po raz pierwszy astronomowie uzyskali wizualny dowód, że gwiazda natrafiła na swój koniec w podwójnej detonacji. Analizując mające setki lat pozostałości po supernowej SNR 0509-67.5 przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT), należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), znaleźli dowody na to, że gwiazda doświadczyła podwójnych wybuchów. Dzisiaj opublikowano odkrycie, które pokazuje w nowym świetle jedną z najważniejszych eksplozji we Wszechświecie.

Większość supernowych to wybuchowa śmierć masywnych gwiazd, ale jeden z ich typów pochodzi od niepozornego źródła. Białe karły, małe, nieaktywne jądra pozostałe po gwiazdach takich, jak Słońce, które wypaliły swoje paliwo jądrowe, mogą wytworzyć supernową typu Ia, jak ją nazywają astronomowie.

„Wybuchy białych karłów odgrywają kluczową role w astronomii” mówi Priyam Das, doktorant na University of New South Wales Canberra w Australii, który kierował badaniami SNR 0509-67.5 opublikowanymi dzisiaj w Nature Astronomy. Większość naszej wiedzy o tym, jak Wszechświat ekspanduje, opiera się o supernowe typu Ia. Są one także głównym źródłem żelaza na naszej planecie, w tym żelaza w naszej krwi. „Ale pomimo ich znaczenia długotrwała zagadka dokładnego mechanizmu wyzwalającego eksplozję pozostaje nierozwiązana” dodaje.

Wszystkie modele wyjaśniające supernowe typu Ia zaczynają się od białego karła w układzie dwóch gwiazd. Jeśli krąży po orbicie odpowiednio bliskiej względem drugiej gwiazdy, biały karzeł kradnie od niej materię. W najbardziej ugruntowanej teorii supernowych typu Ia biały karzeł gromadzi materię od swojej towarzyszki, aż osiągnie masę krytyczną, w którym to momencie ulega pojedynczej eksplozji. Jednak najnowsze badania sugerują, że co najmniej niektóre z supernowych typu Ia można lepiej wyjaśnić podwójną eksplozją wywołaną przed osiągnięciem masy krytycznej.

Teraz astronomowie uzyskali nowe zdjęcie udowadniające, że to przeczucie było słuszne: przynajmniej część supernowych typu Ia wybucha poprzez mechanizm „podwójnej detonacji”. W tym alternatywnym modelu biały karzeł tworzy wokół siebie okrycie z ukradzionego helu, które może stać się niestabilne i zapalić się. Ta pierwsza eksplozja tworzy falę uderzeniową, która przemieszcza się wokół białego karła i do wewnątrz, wzbudzając drugą detonację w jądrze gwiazdy – ostatecznie tworząc supernową.

Do tej pory nie było wyraźnych wizualnych dowodów na to, że biały karzeł przechodzi podwójną detonację. Ostatnio astronomowie przewidzieli, że taki proces wytworzy charakterystyczny wzór, odcisk palca we wciąż świecących pozostałościach po supernowej, widocznych długo po początkowej eksplozji. Badacze sugerują, że pozostałości takiej supernowej powinny zawierać dwie osobne otoczki wapnia. 

Teraz astronomowie znaleźli taką charakterystykę w pozostałościach po supernowej. Ivo Seitenzahl, który kierował obserwacjami i pracował w niemieckim Instytycie Heindelberga ds. Badań Teoretycznych, gry prowadzono badania, mówi, że wyniki pokazują “wyraźne wskazanie, że białe karły mogą eksplodować na długo przed osiągnięciem słynnej granicy masy Chandrasekhara, a mechanizm ‘podwójnej detonacji’ rzeczywiście występuje w naturze.” Zespół był w stanie wykryć dwie warstwy wapnia (kolor niebieski na zdjęciu) w pozostałości po supernowej SNR 0509-67.5, obserwując ją instrumentem Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na teleskopie VLT. Stanowi to silny dowód na to, że supernowa typu Ia może zdarzyć się zanim jej macierzysty biały karzeł osiągnie masę krytyczną.

Supernowe typu Ia są kluczem do naszego zrozumienia Wszechświata. Zachowują się w bardzo spójny sposób, a ich przewidywalna jasność – niezależnie od tego, jak daleko są – pomaga astronomom mierzyć odległości w kosmosie. Wykorzystując je jako kosmiczną linijkę, astronomowie odkryli przyspieszanie ekspansji Wszechświata – za odkrycie tego przyznano Nagrodę Nobla z fizyki w 2011 roku. Badanie, w jaki sposób wybuchają, pomaga nam zrozumieć dlaczego mają taką przewidywalną jasność.

Das ma też inną motywację do badania wspomnianych eksplozji. „Ten namacalny dowód podwójnej detonacji nie tylko przyczynia się do rozwiązania długotrwałej zagadki, ale także oferuje wizualny spektakl” mówi opisując „pięknie warstwową strukturę”, którą tworzy supernowa. Dla niego „ujawnienie wewnętrznych mechanizmów takiej spektakularnej kosmicznej eksplozji jest niesamowicie satysfakcjonujące.”

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. „Calcium in a supernova remnant shows the fingerprint of a sub-Chandrasekhar mass explosion”, który ukaże się w Nature Astronomy

Skład zespołu badawczego: P. Das (University of New South Wales, Australia [UNSW] & Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Heidelberg, Germany [HITS]), I. R. Seitenzahl (HITS), A. J. Ruiter (UNSW & HITS & OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Hawthorn, Australia & ARC Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions), F. K. Röpke (HITS & Institut für Theoretische Astrophysik, Heidelberg, Germany & Astronomisches Recheninstitut, Heidelberg, Germany), R. Pakmor (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Germany [MPA]), F. P. A. Vogt (Federal Office of Meteorology and Climatology – MeteoSwiss, Payerne, Switzerland), C. E. Collins (The University of Dublin, Dublin, Ireland & GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Germany), P. Ghavamian (Towson University, Towson, USA), S. A. Sim (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), B. J. Williams (X-ray Astrophysics Laboratory NASA/GSFC, Greenbelt, USA), S. Taubenberger (MPA & Technical University Munich, Garching, Germany), J. M. Laming (Naval Research Laboratory, Washington, USA), J. Suherli (University of Manitoba, Winnipeg, Canada), R. Sutherland (Australian National University, Weston Creek, Australia), and N. Rodríguez-Segovia (UNSW).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzana z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT
• For journalists: subscribe to receive our releases under embargo in your language
• For scientists: got a story? Pitch your research to ESO’s Department of Communication
• New ESO analysis confirms severe damage from industrial complex planned near Paranal

Kontakt

Priyam Das
School of Science (Astrophysics), University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy
Canberra, Australia
E-mail: priyam.das@unsw.edu.au

Ashley Ruiter
School of Science (Astrophysics), University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy
Canberra, Australia
E-mail: ashley.ruiter@unsw.edu.au

Ivo Seitenzahl
Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Heidelberg, Germany (currently in Canberra, Australia)
E-mail: ivoseitenzahl@gmail.com

Friedrich Röpke
Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Heidelberg, Germany
E-mail: friedrich.roepke@h-its.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych