Denumită SN 2011fe, ea a fost observată de către Palomar Transient Factory la mai puţin de 12 ore după ce a explodat în galaxia Pinwheel aflată în constelaţia Ursa Mare.
Supernova 2011fe, din constelaţia Ursa Mare (Carul Mare), a fost descoperită de către Palomar Transient Observatory la doar câteva ore după ce aceasta a explodat. Studiile, conduse de Nearby Supernova Factory, privind modul în care culoarea şi spectrul său de lumină au evoluat de-a lungul timpului, au permis obţinerea unui atlas de referinţă, pe baza datelor înregistrate, prin care vor putea fi evaluate toate supernovele viitoare de tipul Ia.
Credit: B. J. Fulton, Las Cumbres Observatory Global Telescope Network
Supernova 2011fe a fost uşor de observat cu ajutorul unui binoclu şi a fost numită supernova Backyard. Studii astronomice importante, desfăşurate de la sol şi din spaţiu, au urmărit cu atenţie evoluţia sa şi au înregistrat valorile luminozităţii şi variaţia culorilor sale. Luminozitatea sa a variat rapid şi într-un final supernova s-a stins încet.
Nearby Supernova Factory (SNfactory), condusă de Greg Aldering de la U.S. Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), a realizat o bază de date astronomice, obţinută cu ajutorul observaţiilor repetate ale supernovei 2011fe desfăşurate pe parcursul a 32 de nopţi, cu ajutorulSuperNova Integral Field Spectrograph (SNIFS), construit de către partenerii SNfactory din Lyon şi Paris, Franţa, şi amplasat în cadrul telescopului de 2,2 m al Universităţii din Hawaii, aflat pe muntele Mauna Kea. Observaţiile astronomice au început cu două săptămâni înainte ca luminozitatea supernovei să atingă intensitatea maximă şi au continuat timp de o perioadă de trei luni după ce maximul de lumină a trecut.
„Noi n-am mai văzut anterior o supernovă de tipul Ia atât de timpurie", spune Aldering, un cosmologist din cadrul Berkeley Lab's Physics Division. „Măsurătorile noastre au arătat cât de obişnuită este supernova 2011fe".
Rui Pereira, membru SNfactory, din cadrul Institut de Physique Nucléaire din Lyon spune că datele adunate „vor constitui un atlas de referinţă pentru toate studiile viitoare ale suprnovelor de tipul Ia". Pereira este autorul principal al articolului ce prezintă observaţiile efectuate în cadrul Astronomy & Astrophysics Journal.
De ce o supernovă perfect normală este atât de ciudată
Supernovele de tipul Ia nu sunt considerate ca fiind lumânări standard, precum cele incluse în categoria celor „standardizate". Graficele ce prezintă modul de variaţie în timp al luminozităţii şi a caracteristicilor spectrale, curbele lor de lumină, se modifică, dar deoarece timpul de expunere şi luminozitatea sunt legate între ele, curbele de lumină pot fi întinse sau strânse pentru a se potrivi standardului. Curba de lumină a supernovei SN 2011fe coincide cu vârful de distribuţie, în limbajul astrofizicienilor, ea are „întinderea 1".
Rollin Thomas, din cadrul Computaţional Research Division al Berkeley Lab, a fost profund implicat în analizele efectuate asupra supernovei 2011fe. În fiecare noapte, când soseau date noi de la telescop, el îşi amintea că-şi spunea „să nu fie ciudate, să nu fie ciudate" şi a fost bucuros să observe că supernova era atât de normală.
Supernova 2011fe nu doar că arată ca un caz tipic de manual, dar ea a trecut unele teste importante ce au fost efectuate asupra ei. Luminozitatea sa, în diferite perioade de timp, a putut fi înregistrată cu precizie, deoarece distanţa până la galaxia în care se află a fost măsurată în mod independent şi praful aflat pe direcţia de observare a fost într-o cantitate mică sau chiar nu a existat, astfel încât culoarea sau luminozitatea supernovei nu au fost afectate.
Cu toate acestea, aşa cum se aştepta, curba de lumină a supernovei 2011fe nu se potriveşte cu cea care rezultă aplicând modelele teoretice de calcul care, de asemenea, nu se potrivesc cu datele obţinute de SNfactory. Având în vedere incertitudinile inevitabile care există cu privire la observaţiile efectuate asupra supernovei, Aldering spune: „până în prezent ne-a fost foarte uşor să corelam datele împreună, în funcţie de ceea ce crezi că ar trebui să fie". Atlasul de referinţă întocmit de SNfactory constituie un ajutor pe viitor. „Acum cercetătorii nu vor mai fi nevoiţi să aleagă în mod arbitrar valoarea parametrilor din modelele lor".
Atlasul de referinţă întocmit pe baza observaţiilor supernovei 2011fe va ajuta la găsirea răspunsurilor la mai multe întrebări în legătură cu supernovele de tipul Ia şi care aşteaptă de mult timp o rezolvare, cele ce se referă la precursorii acestor explozii termonucleare de mare putere şi mecanismele de desfăşurare a exploziilor.
Un model teoretic al precursorului degenerat al unei supernove de tip Ia afirmă că o singură stea pitică albă captează materia suplimentară de la o stea companion mult mai mare. (Starea de „degenerare electronică" este un rezultat al procesului de comprimare a atomilor din nucleul unei stele pitice albe). În explozia supernovei ce rezultă ca urmare a acestui proces ar trebui să existe indiciile interacţiunii cu steaua companion sau cu ce a mai rămas din ea. În modelul degenerat dublu, se presupune că producerea supernovei este cauzată de ciocnirea a două stele pitice albe. În acest caz, supernova rezultată nu prezintă semne de interacţiune cu o stea companion.
„Observaţiile supernovei 2011fe pot fi folosite pentru a testa aceste modele", spune Aldering. „Pentru 2011fe, modelele existente ale scenariului dublu-degenerat au corespuns cel mai bine pentru unele perioade de timp dar scenariul simplu degenerat a fost mai bun pentru alte perioade. Pentru unele epoci ambele scenarii teoretice au fost în dezacord cu datele obţinute".
Datele pentru supernova 2011fe au indicat, de asemenea, prezenţa carbonului nears ca o caracteristică a spectrului unei supernove obişnuite de tipul Ia. Concluziile ce au rezultat au permis emiterea unui model nou de supernovă cauzată de o „explozie pur turbulentă", în comparaţie cu exploziile ce au loc în două etape care elimină cea mai mare parte a excesului de carbon.
Carbonul care rămâne din steaua pitică albă de origine indică faptul că supernovele, în momentul exploziei lor, ard materia cu o eficienţă având o gamă largă de variaţie. Metodele utilizate pentru detectarea carbonului nears, care de multe ori nu a fost luat în considerare în trecut, sugerează prezenţa acestuia în cazul supernovei 2011fe.
În concluzie, spune Aldering, „Atlasul de referinţă al supernovei SN 2011fe oferă fizicienilor detalii fără precedent şi un punct solid de referinţă pentru supernovele de tipul Ia. Noi nu am avut niciodată date ca acestea. Este o oportunitate de vis ce poate stimula înţelegerea profundă a acestor indicatori ai expansiunii Universului".
Traducere de George-Cristian Podariu după unusual-supernova-doubly-perfectly cu acordul editorului
