Komunikat prasowy

Zaledwie dzień po detekcji określono unikalny kształt wybuchu gwiazdy

12 listopada 2025

Szybkie obserwacje przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) ujawniły wybuchową śmierć gwiazdy w momencie, gdy eksplozja przebijała się przez powierzchnię. Po raz pierwszy astronomowie określili kształt wybuchu w jego najwcześniejszej, ulotnej fazie. Krótka, początkowa faza nie byłaby obserwowalna dzień później, a pomaga nam w odpowiedzi na cały szereg pytań dotyczących tego, w jaki sposób masywne gwiazdy zostają supernowymi.

Gdy wybuch supernowej SN 2024ggi został wykryty w nocy 10 kwietnia 2024 roku czasu lokalnego, Yi Yang, adiunkt na Uniwersytecie Tsinghua w Pekinie, pierwszy autor nowych badań, właśnie lądował w San Francisco po długim locie. Wiedział, że musi działać szybko. Dwanaście godzin później wysłał wniosek obserwacyjny do ESO, które po szybkim procesie zatwierdzania skierowało swój teleskop VLT w Chile na supernową w dniu 11 kwietnia, zaledwie 26 godzin po początkowej detekcji.

SN 2024ggi znajduje się w galaktyce NGC 3621 w kierunku gwiazdozbioru Hydry, „zaledwie” 22 miliony lat świetlnych od nas, czyli blisko w astronomicznych skalach odległości. Międzynarodowy zespół wiedział, że ma rzadką okazję do sprawdzenia kształtu eksplozji krótko po tym, jak się wydarzyła, a to dzięki dużemu teleskopowi i odpowiedniemu instrumentowi. Pierwsze obserwacje VLT pokryły fazę, podczas której materia, przyspieszona przez eksplozję w pobliżu centrum gwiazdy, wystrzeliła przez powierzchnię gwiazdy. Przez kilka godzin geometria gwiazdy i jej wybuchu mogły być (i były) obserwowane razem – wskazuje Dietrich Baade, astronom ESO w Niemczech, współautor badań opublikowanych dzisiaj w Science Advances. 

Geometria wybuchu supernowej dostarcza fundamentalnej informacji o ewolucji gwiazdowej i fizycznych procesach prowadzących do tych kosmicznych fajerwerków – wyjaśnia Yang. Dokładne mechanizmy stojące za wybuchami jako supernowe gwiazd masywnych, czyli takich o masach ponad ośmiu razy większych niż masa Słońca, są nadal dyskutowane i stanowią jedno z podstawowych pytań, na które naukowcy próbują odpowiedzieć. Prekursorką supernowej (ang. progenitor) był czerwony olbrzym o masie od 12 do 15 mas Słońce i promieniu 500 razy większym, czyniąc SN 2024ggi klasycznym przykładem wybuchu masywnej gwiazdy.

Wiemy, że podczas swojego życia typowa gwiazda utrzymuje kształt sferyczny, jako wynik bardzo precyzyjnej równowagi siły grawitacyjnej, które chcę ją ściskać, a ciśnienia jej jądrowego silnika, który chce ją rozszerzać. Gdy kończy się źródło paliwa, silnik jądrowy zaczyna gasnąć. Dla masywnych gwiazd oznacza to początek supernowej: jądro umierającej gwiazdy zapada się, masa otoczki wokół spada na nie i odbija się. Ta odbita fala uderzeniowa rozprzestrzenia się na zewnątrz, rozrywając gwiazdę.

Gdy fala uderzeniowa przebija się przez powierzchnię, uwalnia ogromne ilości energii – supernowa gwałtownie jaśnieje i staje się obserwowalna. Podczas krótkotrwałej fazy można badać początkowy kształt supernowej, zanim wybuch wejdzie w interakcję z materią otaczającą umierającą gwiazdę.

Właśnie to astronomowie osiągnęli p oraz pierwszy przy pomocy teleskopu VLT, korzystając z techniki zwanej spektropolarymetrią. Spektropolarymetria dostarcza informacji o geometrii eksplozji, których inne rodzaje obserwacji nie są w stanie przekazać, ponieważ skale kątowe są zbyt małe – mówi Lifan Wang, współautor i profesor na Texas A&M University w USA, który był studentem w ESO na początku swojej astronomicznej kariery. Mimo, iż eksplodująca gwiazda wydaje się pojedynczym punktem, polaryzacja jej światła niesie ukryte wskazówki o geometrii, które zespołowi udało się odszyfrować. [1]

Jedynym instrumentem na półkuli południowej zdolnym do określenia kształtu supernowej poprzez tego rodzaju pomiary jest FORS2, zainstalowany na VLT. Dzięki danym z FORS2, astronomowie ustalili, że początkowy wyrzut materii miał kształt oliwki. W miarę, jak wybuch rozprzestrzeniał się na zewnątrz i zderzał się z materią wokół gwiazdy, kształt spłaszczył się, ale oś symetrii wyrzutu pozostała tak sama. Te odkrycia sugerują wspólny mechanizm fizyczny, który napędza eksplozję wielu gwiazd masywnych, co uwidacznia się jako dobrze zdefiniowana oś symetrii o działa w wielkich skalach – dodaje Yang.  

Dzięki tej wiedzy, astronomowie mogą odrzucić niektóre z obecnych modeli supernowych i dodać nowe informacje, aby poprawić pozostałe, dając nam wgląd w potężną śmierć gwiazd masywnych. Odkrycie to nie tylko zmienia nasze rozumienie gwiezdnych eksplozji, ale pokazuje też, co można osiągnąć, gdy nauka przekracza granice, mówi Ferdinando Patat, współautor i astronom ESO. To mocne przypomnienie, że ciekawość, współpraca i szybka reakcja mogą umożliwić uzyskanie głębokich spostrzeżeń  na fizykę kształtująca nasz Wszechświat.

Uwagi

[1] Cząstki światła (fotony) mają własność zwaną polaryzacją. W kuli, czyli kształcie większości gwiazdy, polaryzacja pojedynczych fotonów znosi się i w efekcie polaryzacja obiektu wynosi zero. Gdy astronomowie mierzą niezerową polaryzację, mogą użyć pomiaru do wywnioskowania kształtu obiektu – gwiazdy lub supernowej – emitującego obserwowane światło.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule, który ukaże się w Science Advances (doi: 10.1126/sciadv.adx2925). 

Skład zespołu badawczego: Y. Yang (Department of Physics, Tsinghua University, Chiny [Tsinghua University]), X. Wen (School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University, Chiny [Beijing Normal University] i Tsinghua University), L. Wang (Department of Physics and Astronomy, Texas A&M University, USA [Texas A&M University] i George P. and Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics & Astronomy Texas A&M University, USA [IFPA Texas A&M University]), D. Baade (European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere, Niemcy [ESO]), J. C. Wheeler (University of Texas at Austin, USA), A. V. Filippenko (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, USA [UC Berkeley] i Hagler Institute for Advanced Study, Texas A&M University, USA), A. Gal-Yam (Department of Particle Physics and Astrophysics, Weizmann Institute of Science, Izrael), J. Maund (Department of Physics, Royal Holloway, University of London, Wielka Brytania), S. Schulze (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics, Northwestern University, USA), X. Wang (Tsinghua University), C. Ashall (Department of Physics, Virginia Tech, USA and Institute for Astronomy, University of Hawai’i at Manoa, USA), M. Bulla (Department of Physics and Earth Science, University of Ferrara, Włochy i INFN, Sezione di Ferrara, Włochy i INAF, Osservatorio Astronomico d’Abruzzo, Włochy), A. Cikota (Gemini Observatory/NSF NOIRLab, Chile), H. Gao (Beijing Normal University and Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University, Chiny), P. Hoeflich (Department of Physics, Florida State University, USA), G. Li (Tsinghua University), D. Mishra (Texas A&M University i IFPA Texas A&M University), Ferdinando Patat (ESO), K. C. Patra (California and Department of Astronomy & Astrophysics, University of California, Santa Cruz, USA), S. S. Vasylyev (UC Berkeley), S. Yan (Tsinghua University). 

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
• Dla dziennikarzy: zasubskrybuj, aby otrzymywać w swoim języku nasze komunikaty prasowe z embargo medialnym 
• Dla naukowców: jesli masz ciekawy temat, zgłoś swoje badania 
• Nowe analizy ESO potwierdzają poważne szkody od kompleksu przemysłowego planowanego w pobliżu Paranal 

Kontakt

Yi Yang
Department of Physics, Tsinghua University,
Beijing, China
Tel.: +86 13581896137
E-mail: yi_yang@mail.tsinghua.edu.cn, yiyangtamu@gmail.com

Dietrich Baade
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 6096 295
E-mail: dbaade@eso.org

Lifan Wang
Department of Physics & Astronomy, College of Arts & Sciences, Texas A&M University
College Station, Texas, United States
E-mail: lifan@tamu.edu

Ferdinando Patat
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6744
E-mail: fpatat@eso.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