Για πρώτη φορά στην ιστορία, οι αστρονόμοι κατάφεραν να «πιάσουν στα πράσα» το ακριβές στιγμιότυπο μιας supernova, τη στιγμή που το ωστικό κύμα της έκρηξης διαπερνά την επιφάνεια ενός ετοιμοθάνατου άστρου. Το θέαμα, όπως αποκαλύφθηκε μέσα από τις παρατηρήσεις, ήταν απρόσμενα συμμετρικό, μια υπενθύμιση ότι, ακόμα και στο χάος μιας κοσμικής έκρηξης, η φύση μπορεί να λειτουργεί με αξιοθαύμαστη αρμονία.
Η παρατήρηση αυτή, που έγινε δυνατή χάρη στη διεθνή συνεργασία αστρονόμων από την Κίνα, την Ευρώπη, τη Μέση Ανατολή και τις ΗΠΑ, ανοίγει ένα νέο παράθυρο στην κατανόηση του πώς ακριβώς πεθαίνουν τα τεράστια άστρα. Το φαινόμενο εντοπίστηκε τον Απρίλιο του 2024, όταν η υπερκαινοφανής 2024ggi εξερράγη στον σπειροειδή γαλαξία NGC 3621, μόλις 22 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη, στον αστερισμό της Ύδρας.
Το να παρατηρηθεί μια υπερκαινοφανής από την πρώτη στιγμή είναι σχεδόν ακατόρθωτο. Συνήθως, οι εκρήξεις εντοπίζονται όταν έχουν ήδη κορυφώσει τη φωτεινότητά τους — πολύ αργά για να καταγραφεί η «γέννησή» τους. Αυτή τη φορά, όμως, οι κάμερες του συστήματος ATLAS, που παρακολουθεί τον ουρανό για ενδεχόμενες συγκρούσεις αστεροειδών με τη Γη, εντόπισαν την έκρηξη μέσα σε λίγες ώρες από τη στιγμή που συνέβη.
Ο αστρονόμος Yi Yang από το Tsinghua University στο Πεκίνο και οι συνεργάτες του έδρασαν άμεσα, ζητώντας χρόνο παρατήρησης στο Very Large Telescope (VLT) του European Southern Observatory στη Χιλή. Μέσα σε 26 ώρες από την πρώτη ανακάλυψη, το VLT κατέγραφε δεδομένα από την πιο κρίσιμη φάση της έκρηξης: όταν το ωστικό κύμα από τον πυρήνα έσκιζε την επιφάνεια του άστρου.
Το άστρο που εξερράγη ήταν ένας κόκκινος υπεργίγαντας με μάζα 12 έως 15 φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου. Όταν τέτοια άστρα σταματούν να παράγουν ενέργεια μέσω πυρηνικής σύντηξης, ο πυρήνας τους καταρρέει υπό το ίδιο τους το βάρος, σχηματίζοντας έναν αστέρα νετρονίων. Τα εξωτερικά στρώματα του άστρου πέφτουν πάνω στον πυρήνα και αναπηδούν προς τα έξω, προκαλώντας μια τεράστια έκρηξη που διαλύει το άστρο ολοκληρωτικά.
Ο κόκκινος υπεργίγαντας είναι τόσο τεράστιος (περίπου 500 φορές μεγαλύτερος από τον Ήλιο, με ακτίνα 250 εκατομμύρια χιλιομέτρων) που χρειάστηκε σχεδόν μία ολόκληρη ημέρα για να φτάσει το ωστικό κύμα στην ορατή του επιφάνεια. Αυτή ακριβώς τη στιγμή περίμεναν οι επιστήμονες. Αν είχαν καθυστερήσει έστω και λίγες ώρες, θα την είχαν χάσει.
Αν και το ίδιο το φαινόμενο δεν μπορούσε να διακριθεί οπτικά πέρα από ένα φωτεινό σημείο, το μυστικό βρισκόταν στην πόλωση του φωτός που κατέγραψε το VLT. Χρησιμοποιώντας το όργανο FORS2 και μια τεχνική που ονομάζεται φασματοπολωσιμετρία, οι ερευνητές μπόρεσαν να μετρήσουν μικρές μεταβολές στην πόλωση του φωτός, αποκαλύπτοντας πληροφορίες για τη γεωμετρία της έκρηξης.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το ωστικό κύμα είχε σχήμα ελαφρώς πεπλατυσμένο — σαν ελιά ή σταφύλι — αλλά η εξάπλωση της έκρηξης ήταν εντυπωσιακά συμμετρική, ακόμη κι όταν συγκρούστηκε με τα υπολείμματα υλικού που περιέβαλλαν το άστρο.
«Η γεωμετρία μιας υπερκαινοφανούς είναι θεμελιώδης για την κατανόηση των φυσικών διεργασιών που οδηγούν στην έκρηξη», τονίζει ο Yi Yang. Η συμμετρία που καταγράφηκε υποδηλώνει ότι πολλές από τις τεράστιες αστρικές εκρήξεις μπορεί να καθοδηγούνται από τον ίδιο μηχανισμό, έναν μηχανισμό με σαφή αξονική συμμετρία που δρα σε μεγάλη κλίμακα.
Η ανακάλυψη αυτή έχει και θεωρητικές συνέπειες: επιτρέπει στους αστροφυσικούς να απορρίψουν ορισμένα μοντέλα που περιέγραφαν τις υπερκαινοφανείς ως χαοτικές, ασύμμετρες εκρήξεις που καθοδηγούνται από νετρίνα. Αν τα νετρίνα όντως ενίσχυαν το ωστικό κύμα, το αποτέλεσμα θα ήταν πιο ακανόνιστο. Το γεγονός ότι η 2024ggi εξερράγη με τόση συμμετρία δείχνει πως πιθανώς άλλες δυνάμεις (όπως ισχυρά μαγνητικά πεδία) διαμορφώνουν τη μορφή της έκρηξης.
Η παρατήρηση της υπερκαινοφανούς 2024ggi δημοσιεύτηκε στις 12 Νοεμβρίου στο περιοδικό Science Advances, συνοδευόμενη από λεπτομερή ανάλυση των δεδομένων του ESO. Πρόκειται για την πρώτη φορά που οι αστρονόμοι βλέπουν, σχεδόν σε πραγματικό χρόνο, ένα άστρο να διαλύεται από το ίδιο του το ωστικό κύμα.
[source]
