Μια νέα, εξαιρετικά λεπτομερής εικόνα του υπολείμματος ενός υπερκαινοφανούς αστέρα, που παρατηρήθηκε από τη Γη το 1181, φέρνει στο φως άγνωστες μέχρι σήμερα λεπτομέρειες για μια από τις πιο σπάνιες αστρικές εκρήξεις στον Γαλαξία μας.
Το τηλεσκόπιο Gemini North, το οποίο βρίσκεται στο όρος Maunakea της Χαβάης, κατέγραψε το υπόλειμμα Pa 30 με πρωτοφανή λεπτομέρεια. Οι νέες παρατηρήσεις αποκαλύπτουν ότι οι εντυπωσιακές ακτινικές δομές του δεν είναι ομαλές γραμμές αερίου, όπως θεωρούνταν μέχρι σήμερα, αλλά αποτελούνται από αλυσίδες μικροσκοπικών κόμβων, που θυμίζουν μαργαριτάρια περασμένα σε νήμα.
Μια έκρηξη που καταγράφηκε πριν από περισσότερα από 840 χρόνια
Το SN 1181 συγκαταλέγεται στις μόλις πέντε γνωστές εκρήξεις υπερκαινοφανών στον Γαλαξία μας που παρατηρήθηκαν από ανθρώπους πριν από την εφεύρεση του τηλεσκοπίου.
Ιστορικές καταγραφές από Κινέζους, Ιάπωνες και Άραβες αστρονόμους αναφέρουν ότι το νέο φωτεινό αντικείμενο εμφανίστηκε στον ουρανό μεταξύ 4 και 6 Αυγούστου 1181. Παρέμεινε ορατό στον αστερισμό της Κασσιόπης για περίπου 185 ημέρες, προτού χαθεί από τους παρατηρητές.
Όπως συμβαίνει με τις εκρήξεις υπερκαινοφανών, οι επιστήμονες αναζητούσαν το υλικό που θα έπρεπε να έχει απομείνει μετά το εντυπωσιακό γεγονός. Το Pa 30 αποτελεί σήμερα τον ισχυρότερο υποψήφιο για το υπόλειμμα της συγκεκριμένης έκρηξης.
Από μια ανακάλυψη ερασιτέχνη αστρονόμου στις νέες αποκαλύψεις
Το Pa 30 εντοπίστηκε μόλις το 2013, στο πλαίσιο μιας προσπάθειας πολιτών και επιστημόνων να ανακαλύψουν πλανητικά νεφελώματα μέσα από δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου WISE. Η ανακάλυψη έγινε από τον Αμερικανό ερασιτέχνη αστρονόμο Dana Patchick και αποτέλεσε το 30ό νεφέλωμα που εντόπισε.
Οι επόμενες παρατηρήσεις αποκάλυψαν ένα αμυδρό, σχεδόν σφαιρικό νέφος γύρω από ένα κεντρικό άστρο, με εντυπωσιακά νήματα να εκτείνονται ακτινικά προς τα έξω, δημιουργώντας την εικόνα ενός κοσμικού πυροτεχνήματος.
Με βάση την εκτιμώμενη ηλικία και τη φωτεινότητά του, οι ερευνητές συνέδεσαν το Pa 30 με την ιστορική έκρηξη του 1181.
Οι νέες παρατηρήσεις του Gemini North, με επικεφαλής τον Timothy Cunningham του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard & Smithsonian και την Ilaria Caiazzo του Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Αυστρίας, αποκάλυψαν περίπου δέκα φορές περισσότερες λεπτομέρειες στις νηματοειδείς δομές σε σχέση με προηγούμενες εικόνες.
Κόμβοι αερίου σαν μαργαριτάρια
Το σημαντικότερο εύρημα αφορά τη δομή των νημάτων. Αντί για συνεχείς, ομαλές γραμμές, οι επιστήμονες παρατήρησαν επαναλαμβανόμενες αλυσίδες μικροσκοπικών κόμβων αερίου κατά μήκος των ακτινικών σχηματισμών.
Η ανακάλυψη αυτή ενδέχεται να βοηθήσει στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η ύλη εκτοξεύτηκε κατά την έκρηξη και της αλληλεπίδρασής της με το περιβάλλον αέριο.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι διαφορές στη θερμοκρασία ή στην πυκνότητα του υλικού που περιέβαλλε το άστρο μπορεί να επηρέασαν την εξάπλωση των εκτοξευμένων αερίων, δημιουργώντας τις χαρακτηριστικές κομβοειδείς δομές.
Ένα υπέρθερμο άστρο που επέζησε
Στο κέντρο του Pa 30 βρίσκεται το άστρο IRAS 00500+6713, ένα εξαιρετικά θερμό αστρικό κατάλοιπο με θερμοκρασία περίπου 200.000 βαθμών Κελσίου.
Το άστρο διαθέτει επίσης αστρικούς ανέμους που κινούνται με εκπληκτική ταχύτητα, περίπου 16.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο.
Ένα ακόμη στοιχείο προκαλεί ιδιαίτερο ενδιαφέρον: το άστρο βρίσκεται σχεδόν ακριβώς στο κέντρο του υπολείμματος. Σε πολλές αστρικές εκρήξεις, οι ισχυρές δυνάμεις μπορούν να εκτοξεύσουν το εναπομείναν άστρο μακριά από το σημείο της έκρηξης. Η κεντρική θέση του άστρου στο Pa 30 υποδηλώνει ότι η έκρηξη ήταν σχετικά συμμετρική.
Μια σπάνια, ατελής έκρηξη υπερκαινοφανούς
Με βάση αυτά τα στοιχεία, οι ερευνητές εκτιμούν ότι το SN 1181 ήταν μια σπάνια έκρηξη τύπου Iax.
Σε αντίθεση με τις συνηθισμένες εκρήξεις τύπου Ia, οι οποίες καταστρέφουν ολοκληρωτικά το άστρο που τις προκαλεί, οι εκρήξεις τύπου Iax είναι λιγότερο ενεργητικές και μπορεί να αφήσουν πίσω τους ένα επιζών αστρικό κατάλοιπο.
Το Pa 30 θεωρείται το μοναδικό γνωστό υπόλειμμα υπερκαινοφανούς τύπου Iax στον Γαλαξία μας, γεγονός που το καθιστά ιδιαίτερα πολύτιμο για τη μελέτη της εξέλιξης των άστρων και των μηχανισμών που οδηγούν στις αστρικές εκρήξεις.
Το παρελθόν συνεχίζει να αποκαλύπτει τα μυστικά του
Η μελέτη του Pa 30 αποτελεί ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα της συνεργασίας ανάμεσα στην ιστορική αστρονομία και τη σύγχρονη τεχνολογία. Οι παρατηρήσεις που κατέγραψαν άνθρωποι, πριν από περισσότερους από οκτώ αιώνες, αποκτούν σήμερα νέα σημασία χάρη στα σύγχρονα τηλεσκόπια.
Οι νέες εικόνες δεν προσφέρουν μόνο μια εντυπωσιακή άποψη ενός κοσμικού υπολείμματος, αλλά και σημαντικές ενδείξεις για τον τρόπο με τον οποίο εκρήγνυνται τα άστρα, για το πώς διαστέλλεται η ύλη στο διάστημα και για το πώς ορισμένα αστρικά κατάλοιπα καταφέρνουν να επιβιώσουν.
Το Pa 30 υπενθυμίζει ότι το Σύμπαν διατηρεί τα ίχνη των πιο βίαιων γεγονότων του για χιλιάδες χρόνια, και ότι ακόμη και σήμερα, με τα πιο προηγμένα τηλεσκόπια, τα ίχνη μπορούν να μας αποκαλύψουν εκπλήξεις που αλλάζουν την κατανόησή μας για τον θάνατο των άστρων.
Ο Όμιλος Φίλων Αστρονομίας στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης: facebook, instagram, x, tiktok, youtube
https://noirlab.edu/public/news/noirlab2624
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae9cb2