Lovec exoplanet Kepler pozoroval rázovou vlnu exploze supernovy  
Kosmický teleskop Kepler nezáří jenom při hledání cizích planet. Společně s objevy mnoha podivuhodných světů ještě také výtečně pozoruje supernovy.

 

Supernova před explozí. Kredit: ANU.
Supernova před explozí. Kredit: ANU.

Na přelomu jara NASA oznámila, že jejich lovec cizích planet Kepler pozoroval rázovou vlnu, která vznikla na počátku exploze supernovy typu II-p, tedy supernovy vzniklé kolapsem kovového jádra hvězdy. A poprvé v historii to bylo ve viditelném, tedy optickém pásmu.

 

 

Brad Tucker. Kredit: ANU.
Brad Tucker. Kredit: ANU.


Počáteční fáze exploze supernovy jsou velmi rychlé. Podle teoretických modelů dochází v superobřích hvězdách, rudých superobrech (RSG), k vyhoření hvězdného paliva, které zanechává uprostřed hvězdy „nestravitelné“ železné jádro. Když už jaderná výheň nemůže vzdorovat tlaku okolního materiálu přitahovanému gravitací, dojde ke zhroucení železného jádra. Dovnitř padající hmotu zastavuje až působení silné jaderné síly a její energie vyrazí zpět k povrchu ve formě rázové vlny a záření. Mechanismus přeměny gravitační energie na energii exploze není zatím příliš znám. Rázová vlna se šíří relativistickou rychlostí. Hvězdy, které takto končí svůj život, přesahují svým průměrem vzdálenost Země od Slunce. Rázová vlna pak typicky překoná vzdálenost ze středu hvězdy k povrchu za méně než hodinu. Během exploze supernovy se v nitru hroutící se obrovské hvězdy vytvoří exotické těžké prvky, jako například zlato nebo uran.

 


Pozorování supernovy od samotného počátku exploze, to není jen tak. Prakticky nikdy nevíme, kdy a kde se další supernova odpálí. Výbuchy supernov jsou navíc relativně hodně vzácné. V naší galaxii jsme měli tu čest se supernovou naposledy roku 1604, kdy se odpálila slavná Keplerova supernova. Další supernovu viditelnou pouhým okem jsme pozorovali v roce 1987, jak ostatně napovídá její označení SN1987A. Jenže neexplodovala v Mléčné dráze. Zdá se, že v Mléčné dráze se taková show odehraje asi tak jednou za pár set let.

 

Supernova ve víru exploze. Kredit: ANU
Supernova ve víru exploze. Kredit: ANU


Naštěstí pro pozemské pozorovatele jsou exploze supernov energeticky nesmírně intenzivní a tak je můžeme pozorovat i v jiných galaxiích. K tomu ale samozřejmě potřebujeme sofistikované přístroje, které nahradí naše nedokonalé oči. A protože pozorovatelných galaxií je kolem nás asi tak sto miliard, i takovou vzácnou událost vlastně můžeme na obloze pozorovat prakticky neustále. Podle toho, co víme, vybuchuje v námi pozorovatelném vesmíru asi tak desítka supernov za sekundu.
Hlavním cílem teleskopu Kepler je hledání exoplanet. Kepler ale velkoryse pronajímá část své kapacity i dalším projektům. Mezi ně náleží i monitorování zhruba pěti stovek galaxií, které Kepler shlédne jednou za 30 minut. A z výše uvedených statistik vyplývá, že Kepler má v takovém případě šanci pozorovat několik supernov ročně nejpozději do 30 minut od okamžiku jejich exploze. Což není špatné.

 

 

Jas supernovy a porovnání se Sluncem. Ke zjasnění rázovou vlnou (shock breakout) dojde hodinu po kolapsu jádra a trvá jen asi 20 minut. Maxima jasu dosáhne rozprášený materiál bývalé hvězdy asi za 14 dní. Kredit: NASA Ames / W. Stenzel.
Jas supernovy a porovnání se Sluncem. Ke zjasnění rázovou vlnou (shock breakout) dojde hodinu po kolapsu jádra a trvá jen asi 20 minut. Maxima jasu dosáhne rozprášený materiál bývalé hvězdy asi za 14 dní. Kredit: NASA Ames / W. Stenzel.


Převratné pozorování má na svědomí Brad Tucker z Australské národní univerzity (ANU) se svými kolegy. V datech teleskopu Kepler vystopovali první minuty explozí dvou supernov z roku 2011. V explozi supernovy SN2011a se zhroutila hvězda o průměru asi 280 Sluncí, v galaxii vzdálené 700 milionů světelných let, v supernově SN2011d to byla hvězda o průměru cca 490 Sluncí, z galaxie ve vzdálenosti 1,2 miliardy světlených let. Pokud jde o jejich hmotnost, badatelé ji odhadují u obou explodovaných hvězd na 10 až 15 Sluncí. Z názvů supernov je patrné, že jde o exploze z roku 2011. Data teleskopu Kepler z jejich pozorování totiž badatelé zpracovali a analyzovali až nedávno.

 


Zásadní se pro Tuckera a spol. stalo pozorování supernovy objemnější z obou hvězd, tedy události SN2011d. Analýzou světelné křivky exploze totiž dospěli k závěru, že data velmi pravděpodobně poprvé v historii ukazují i rázovou vlnu exploze supernovy. V případě supernovy SN2011a žádnou rázovou vlnu v datech nenašli. Badatelé se domnívají, že se možná rázová vlna "rozprostřela" v dříve vyvrženém materiálu. Podle nadšeného Tuckera byla rázová vlna jako exploze jaderné bomby, jenom mnohokrát, mnohokrát větší. Mise teleskopu Kepler pokračuje pod krycím jménem K2 a všichni očekávají, že to, co jsme teď viděli jako unikátní jev, příště prozkoumáme na desítkách supernov.

 

Animace: The Early Flash of an Exploding Star, Caught by Kepler


Literatura
ANU 22. 3. 2016, IFL Science 21. 3. 2016, arXiv:1603.05657.

Autor: Jaromír Mrázek
Datum: 25.03.2016
Tisk článku

Champagne Supernovy - Callahan Maureen
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 289 Kč
cena: 271 Kč
Champagne Supernovy
Callahan Maureen

Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni