Gotovo stoljeće astronomi su s velikim zanimanjem proučavali supernove. Ovi čudesni događaji događaju se kada neka zvijezda uđe u posljednju fazu svog životnog vijeka i propadne ili je uklonjena od strane suputničke zvijezde svojih vanjskih slojeva do točke u kojoj prođe kroz propadanje jezgre. U oba slučaja ovaj događaj obično dovodi do masovnog oslobađanja materijala nekoliko puta većeg od našeg Sunca.
Međutim, međunarodni tim znanstvenika nedavno je bio svjedokom supernove koja je bila iznenađujuće slaba i kratka. Njihova zapažanja ukazuju da je supernovu uzrokovao neviđeni pratitelj, vjerojatno neutronska zvijezda koja je skinula svog pratilaca, uzrokujući da se sruši i ode u supernovu. Stoga je ovo prvi put da su znanstvenici svjedoci rođenja kompaktnog binarnog sustava neutronskih zvijezda.
Studija pod nazivom "Vruća i brza ultra-skinuta supernova koja je vjerojatno formirala kompaktni binarni neutronski zvijezda" nedavno se pojavila u časopisu Znanost, Studiju je vodio Kishalay De, diplomski student s Caltech-ovog Odjela za astrofiziku, a uključivali su članove NASA Goddard Centra za svemirske letove i Laboratoriju za mlazni pogon, Weizmannov institut znanosti, Instituta Maxa Plancka za astrofiziku, Nacionalnog laboratorija Lawrencea Berkeleyja i više sveučilišta i opservatorija.
Istraživanje tima provodilo se prvenstveno u laboratoriju Mansija Kasliwala, docenta za astronomiju na Caltechu i koautora studije. Ona je i glavna istraživačica projekta Global Relay Opservatories promatrajući prijelazne događaje (GROWTH) koji vodi Caltech, međunarodne astronomske suradnje koja je usmjerena na proučavanje fizike prolaznih (kratkotrajnih) događaja - tj. Supernova, neutronskih zvijezda, crnih spajanje rupa i asteroidi u blizini zemlje.
Za vrijeme svoje studije, tim je promatrao događaj supernove poznat kao iPTF 14gqr, koji se pojavio na periferiji spiralne galaksije, udaljene oko 920 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje. Tijekom svojih promatranja primijetili su da je supernova rezultirala otpuštanjem relativno skromne količine materije - oko petine mase Sunca. Bilo je to sasvim iznenađenje, kao što je Kasliwali naznačio u nedavnom priopćenju za Caltech:
"Vidjeli smo kako se raspada jezgra ove velike zvijezde, ali vidjeli smo izuzeće male mase. Mi to zovemo ultra-skinuta omotnica supernova i odavno se predviđalo da postoje. Ovo je prvi put da smo uvjerljivo vidjeli raspad jezgre masivne zvijezde koja je tako lišena materije. "
Ovaj je događaj bio neobičan jer su, da bi se zvijezde mogle raspasti, njihove jezgre prethodno trebale biti omotane ogromnim količinama materijala. To je postavilo pitanje kamo bi zvijezde nestale mase mogle otići. Na temelju svojih promatranja utvrdili su da ga je kompaktni pratitelj (bilo bijeli patuljak ili neutronska zvijezda) s vremenom trebao otjerati.
Ovaj scenarij dovodi do supernovae tipa I, koje se javljaju u binarnom sustavu koji se sastoji od neutronske zvijezde i crvenog diva. U ovom slučaju, tim nije mogao uočiti suputnika neutronske zvijezde, već je zaključio da se mora formirati u orbiti s drugom zvijezdom, formirajući tako izvorni binarni sustav. To u stvari znači da je promatrajući iPTF 14gqr, tim svjedočio nastanku binarnog sustava kojeg čine dvije kompaktne neutronske zvijezde.
Štoviše, činjenica da su ove dvije neutronske zvijezde tako blizu zajedno, znači da će se na kraju spojiti u događaju sličnom onome koji se dogodio 2017. Poznat kao "kilonova događaj", ovo je spajanje bio prvi svemirski događaj gledano u gravitacijskim i elektromagnetskim valovima. Daljnja zapažanja također su pokazala da je spajanjem vjerojatno došlo do stvaranja crne rupe.
To stvara prilike za buduća istraživanja koja će gledati iPTF 14gqr kako bi se vidjelo da li će doći do još jednog kilonova događaja i stvara li još jedna crna rupa. Povrh svega, činjenica da je tim uopće mogao promatrati događaj bila je prilična sreća, s obzirom na to da su ove pojave i rijetke (čine samo 1% događaja supernove) i kratkotrajne. Kao što je De objasnio:
"Da biste zaista zahvatili ranu fazu supernove, potrebna su brza prolazna istraživanja i dobro koordinirana mreža astronoma širom svijeta. Bez podataka u povojima, ne bismo mogli zaključiti da je eksplozija trebala nastati u ruševinama jezgre masivne zvijezde s ovojnicom oko 500 puta više od polumjera sunca. "
Događaj je prvi otkrio Opservatorij Palomar kao dio posredne tvornice prijelaza Palomar (iPTF) - znanstvena suradnja gdje opservatoriji širom svijeta prate svemir zbog kratkotrajnih kozmičkih događaja poput supernova. Zahvaljujući provođenju noćnih istraživanja iPTF-a, teleskop Palomar uspio je uočiti iPTF 14gqr vrlo brzo nakon što je ušao u supernovu.
Suradnja je također osigurala da nakon što je Palomar teleskop više nije mogao vidjeti (zbog rotacije Zemlje) da su ga ostale opservatorije mogle nastaviti pratiti i pratiti njegov razvoj. Gledajući unaprijed, prolazni pogon Zwicky (koji je nasljednik Palomar-ovog opservatorija za iPTF) provodit će još češća i široka istraživanja neba, nadajući se da će uočiti više tih rijetkih događaja.
Ova istraživanja će, u koordinaciji s daljnjim naporima mreža poput rasta, omogućiti astronomima da prouče kako se razvijaju kompaktni binarni sustavi. To će dovesti do boljeg razumijevanja ne samo načina na koji ti objekti međusobno djeluju, već će pružiti više uvida u to kako nastaju gravitacijski valovi i određene vrste crnih rupa.
