Supernovat na shfaqen neve – dhe instrumenteve astronomike – si shkëndija brilante që ndriçojnë papritur në qiell, në vende ku pak çaste më parë nuk dukej asgjë. Kjo shkëndijë shkaktohet nga shpërthimi kolosal i një ylli. Për shkak se supernovat janë të papritura dhe të menjëhershme, ato kanë qenë të vështira për t’u studiuar, por sot, falë vrojtimeve të vazhdueshme dhe me frekuencë të lartë të qiellit, astronomët mund të zbulojnë supernova të reja pothuajse çdo ditë.
Megjithatë, është thelbësore të zhvillohen protokolle dhe metoda që i zbulojnë ato me shpejtësi; vetëm kështu mund të kuptojmë ngjarjet dhe trupat qiellorë që i shkaktuan ato.
Në një studim pilot, Lluís Galbany nga Instituti i Shkencave Hapësinore (ICE-CSIC) në Barcelonë dhe kolegët e tij paraqesin një metodologji që mund të sigurojë spektrat më të hershëm të supernovave – idealisht brenda 48 orëve, ose edhe 24 orëve, nga “drita e parë”. Rezultatet janë botuar në Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Supernovat janë shpërthime gjigante që shënojnë fazat e fundit të jetës së një ylli. Ato ndahen në dy kategori kryesore, të përcaktuara nga masa e yllit progenitor. “Supernovat termonukleare përfshijnë yje masa fillestare e të cilëve nuk e kalon tetë masa diellore,” shpjegon Galbany, autori i parë i studimit.
“Faza më e avancuar evolutive e këtyre yjeve para supernovës është xhuxhi i bardhë – objekte shumë të vjetra që nuk kanë më një bërthamë aktive që prodhon nxehtësi. Xhuxhët e bardhë mund të qëndrojnë në ekuilibër për një kohë të gjatë, të mbështetur nga një efekt kuantik i quajtur presioni i degjenerimit të elektroneve.”
Nëse një yll i tillë ndodhet në një sistem binar, vazhdon ai, ai mund të thithë materie nga shoku i vet. Masa shtesë rrit presionin e brendshëm derisa xhuxhi i bardhë të shpërthejë si supernovë.
“Kategoria e dytë kryesore përfshin yje shumë masivë, me mbi tetë masa diellore,” thotë Galbany.
“Ato ndriçojnë falë shkrirjes bërthamore në bërthamën e tyre, por sapo ylli konsumon atomet gjithnjë e më të rënda – deri në pikën ku shkrirja nuk prodhon më energji – bërthama shembet. Në atë moment, ylli kolapsohet sepse graviteti nuk balançohet më; tkurrja e shpejtë rrit presionin e brendshëm në mënyrë dramatike dhe nxit shpërthimin.”
Orët dhe ditët e para pas shpërthimit ruajnë të dhëna të drejtpërdrejta për sistemin progenitor – informacione që ndihmojnë në dallimin e modeleve konkurruese të shpërthimit, vlerësimin e parametrave kritikë dhe studimin e mjedisit lokal. “Sa më herët t’i shohim, aq më mirë,” vëren Galbany.
Historikisht, marrja e të dhënave kaq të hershme ka qenë e vështirë sepse shumica e supernovave zbuloheshin disa ditë ose javë pas shpërthimit. Vëzhgimet moderne me fushë të gjerë dhe frekuencë të lartë – që mbulojnë pjesë të mëdha të qiellit dhe i vizitojnë shpesh – po e ndryshojnë këtë dhe po lejojnë zbulimet brenda vetëm disa orëve apo ditësh.
Protokolle dhe kritere ende kërkohen për të shfrytëzuar plotësisht këto survejime, dhe ekipi i Galbany testoi rregulla të tilla duke përdorur vëzhgime nga Gran Telescopio de Canarias (GTC). Studimi i tyre raporton për 10 supernova: gjysma termonukleare, gjysma me kolaps të bërthamës. Shumica u vëzhguan brenda gjashtë ditëve nga shpërthimi i vlerësuar, dhe në dy raste brenda 48 orësh.
Protokolli fillon me një kërkim të shpejtë për kandidatë bazuar në dy kritere: sinjali i dritës duhet të ketë munguar në imazhet e natës së kaluar, dhe burimi i ri duhet të ndodhet brenda një galaktike. Kur plotësohen të dy kushtet, ekipi aktivizon instrumentin OSIRIS në GTC për të marrë një spektër.
“Spektri i supernovës na tregon, për shembull, nëse ylli përmbante hidrogjen – që do të thotë se kemi të bëjmë me një supernovë nga kolapsi i bërthamës,” shpjegon Galbany.
“Njohja e supernovës në momentet e saj më të hershme na lejon gjithashtu të kërkojmë lloje të tjera të dhënash për të njëjtin objekt, si p.sh. fotometri nga Zwicky Transient Facility (ZTF) dhe Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) që i përdorëm në studim.
“Ato kurba drite tregojnë si rritet shkëlqimi në fazën fillestare; nëse shohim kërcitje të vogla, mund të nënkuptojë se një yll tjetër në një sistem binar u përpi nga shpërthimi.” Kontrolle shtesë krahasojnë të dhënat për të njëjtën zonë të qiellit nga observatorë të tjerë.
Meqenëse ky studim i parë arriti të mbledhë të dhëna brenda 48 orësh, autorët konkludojnë se vëzhgime edhe më të shpejta janë të mundshme. “Ajo që sapo kemi botuar është një studim pilot,” thotë Galbany.
“Tani e dimë se një program spektroskopik me reagim të shpejtë, i koordinuar mirë me survejime fotometrike të thella, mund realisht të mbledhë spektër brenda një dite nga shpërthimi, duke hapur rrugën për studime sistematike të fazave më të hershme në survejimet e ardhshme të mëdha si La Silla Southern Supernova Survey (LS4) dhe Legacy Survey of Space and Time (LSST), të dyja në Kili.”
]
