Keď astronómovia pred rokmi narazili na hviezdy s nezvyčajným chemickým zložením v halo Mliečnej cesty a v susednej trpasličej galaxii, zdalo sa, že na ich vysvetlenie treba niečo výnimočné – výbuch až desaťkrát silnejší než bežná supernova. Tieto teoretické explózie dostali meno hypernovy. Nová práca tímu z University College London (UCL) však naznačuje, že hypernovy nemusia vznikať vôbec. „Všetky dôkazy, ktoré sme pre hypernovy videli, zrazu zmizli,“ uviedol vedúci tímu Anmol Aggarwal z UCL. Výskum bol publikovaný v dvoch štúdiách v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Scientists discover that some of the universe's biggest explosions may have never happened at all.
Supernovy vznikajú, keď masívnym hviezdam dôjde palivo na jadrovú fúziu. Jadro sa zrúti, rázová vlna prejde vonkajšími vrstvami a hviezda exploduje. Hypernovy mali fungovať podobne, ale u ešte masívnejšej a rýchlejšie rotujúcej hviezdy, čo by dalo podstatne energetickejší výbuch. Pri oboch typoch sa prvky, ktoré hviezda vytvorila počas života, rozptýlia do okolitého prostredia a stanú sa stavebným materiálom ďalších generácií hviezd. Chemické zloženie hviezdy tak prezrádza niečo o jej pôvode.
Kľúčový problém je v tom, ako sa tento materiál pred vznikom novej hviezdy premieša. „Tesne predtým, než hviezda vybuchne, má vrstvy ako cibuľa – ťažšie prvky v strede, ľahšie ďalej od centra. Náš model sleduje, koľko materiálu z každej vrstvy alebo oblasti by bolo potrebné, aby zodpovedal pozorovanej hviezde,“ vysvetlil Ralph Schoenrich z Mullard Space Science Laboratory na UCL. „Stále nevieme, ako dobre sa materiál supernovy premieša, kým z neho vzniknú nové hviezdy. Napriek desaťročiam práce v tejto oblasti. Náš výskum naznačuje, že k určitému miešaniu dochádza, ale je neúplné.“
Tím začal pozorovaním štyroch hviezd, o ktorých sa predpokladalo, že vznikli z materiálu vyvrhnutého pri hypernove. Pri troch z nich sa ukázalo, že pravdepodobnejšie vznikli po obyčajnej supernove. Potom vedci skúmali jedného červeného obra v halo Mliečnej cesty s podivným chemickým zložením – mal nadbytok ťažkých prvkov, ako striebro a urán. Tie sú príliš ťažké na to, aby vznikli v jadrách všetkých okrem tých najmasívnejších hviezd, teda práve takých, ktoré by mali vybuchnúť ako hypernovy. Takéto prvky však môžu vznikať aj pri zrážke dvoch neutrónových hviezd.
Táto hviezda však nemá niektoré ďalšie ťažké prvky, ktoré by po zrážke neutrónových hviezd zostali. Tím preto zvažoval jej pôvod pomocou modelu Mliečnej cesty, ktorá bola rýchlo obohatená o prvky ťažšie ako vodík a hélium (astronómovia ich nazývajú kovy) prostredníctvom smrti prvej generácie hviezd. Rýchla rotácia hviezdy a jej umiestnenie na okraji Galaxie viedli k záveru, že hviezda unikla z trpasličej galaxie chudobnej na kovy a neskôr bola vtiahnutá do našej Galaxie. Podľa vedcov ju vytvorila kombinácia zrážky neutrónových hviezd a obyčajnej supernovy. Hypernova nebola potrebná. Stačila by asymetrická supernova.
Historický kontext: ako sa zrodila predstava hypernov
Myšlienka hypernov sa objavila ako riešenie konkrétneho problému.
V halo Mliečnej cesty a v trpasličej galaxii vedci našli hviezdy, ktorých chemické zloženie nezodpovedalo tomu, čo by čakali po bežných supernovách. Niektoré prvky boli zastúpené v takom pomere, že sa zdalo, akoby ich vytvoril výbuch oveľa silnejší. Hypernova sa tak stala prirodzeným vysvetlením – teoretickou triedou explózií, ktorá mala vyplniť medzeru. Ako to už pri podobných hypotézach býva, čím viac pozorovaní pribúdalo, tým viac začali byť pôvodné predpoklady problematické. Nová práca ukazuje, že medzera sa možno dá zaplniť aj bez nového typu výbuchu.
Ako funguje model neúplného miešania
Základom nového prístupu je matematický model, ktorý nepredpokladá dokonalé premiešanie materiálu supernovy.
V skutočnosti hviezda pred výbuchom pripomína cibuľu s vrstvami: najťažšie prvky sú v jadre, ľahšie smerom von. Pri explózii sa tieto vrstvy nevyvrhnú rovnomerne – kyslík môže letieť jedným smerom, síra iným. Nová hviezda potom vzniká z mixu rôznych častí, nie z priemerného zloženia celej supernovy. Keď tím zohľadnil túto nerovnomernosť, v všetkých prípadoch mu vyšlo, že hviezdy s veľmi nezvyčajným zložením pravdepodobnejšie vznikli z obyčajných supernov. Inými slovami, to, čo vyzeralo ako dôkaz hypernovy, sa dá vysvetliť aj bežným výbuchom, ak sa materiál pred vznikom novej hviezdy premieša len čiastočne.
Prečo odborníkov zaujíma práve táto otázka
Ak by hypernovy existovali, znamenalo by to, že vo vesmíre funguje oveľa energetickejší mechanizmus, než aký poznáme pri supernovách.
To by malo dôsledky pre modely chemického vývoja galaxií – teda ako sa v priebehu času vytvárajú a šíria prvky. Zároveň by to ovplyvnilo predstavy o tom, aké hviezdy môžu vznikať a z akého materiálu. Ak naopak stačia obyčajné supernovy s neúplným miešaním, zjednodušuje to obraz a zároveň to kladie vyššie nároky na presnosť modelov, ktoré musia tento efekt zohľadniť. Ralph Schoenrich upozornil, že tieto poznatky treba zahrnúť do modelov chemického vývoja galaxií aj do opisov správania medzihviezdneho prostredia.
Hviezda obsahuje nadbytok ťažkých prvkov, ako je striebro a urán. Tie zvyčajne vznikajú len v jadrách najmasívnejších hviezd – teda práve tých, ktoré by mali vybuchnúť ako hypernovy – alebo pri zrážke dvoch neutrónových hviezd. Táto hviezda však nemá ďalšie ťažké prvky, ktoré by po takejto zrážke zostali. Tím preto uvažoval o kombinácii: zrážka neutrónových hviezd dodala časť ťažkých prvkov a obyčajná supernova zvyšok. Rýchla rotácia hviezdy a jej poloha na okraji Galaxie podľa vedcov naznačujú, že hviezda pochádza z trpasličej galaxie chudobnej na kovy a do Mliečnej cesty sa dostala neskôr. Hypernova na jej vznik nebola potrebná.
Čo ešte nie je vyriešené a kam smeruje ďalší výskum
Hoci nový model ponúka jednoduchšie vysvetlenie, zostáva množstvo otáznikov. Predovšetkým nie je jasné, ako presne a ako rýchlo sa materiál supernovy premiešava v rôznych prostrediach. Autori sami priznávajú, že napriek desaťročiam výskumu stále nevedia, do akej miery je miešanie efektívne. Ich práca naznačuje, že je neúplné, ale presnejšie hodnoty chýbajú. Ďalšou neznámou je, nakoľko sú výsledky robustné pri rôznych scenároch vývoja galaxií. Aj preto autori zdôrazňujú, že ich štúdia je len jedným dielikom do skladačky a budúce pozorovania a modely musia tieto mechanizmy ďalej testovať. Otázka, či hypernovy existujú, tak zostáva otvorená – hoci súčasné analýzy naznačujú, že na vysvetlenie pozorovaných hviezd ich netreba.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívne
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
