Astronomët mund të kenë identifikuar një nga shembujt më bindës deri më sot të një supernove jashtëzakonisht të rrallë të njohur si supernova e paqëndrueshmërisë së çifteve (pair-instability supernova). Bëhet fjalë për një shpërthim katastrofik që mendohet se shkatërron plotësisht disa nga yjet më masivë në univers, pa lënë pas asnjë mbetje si yll neutronik apo vrimë e zezë.
Studimi që përshkruan këtë fenomen u publikua më 15 maj në serverin shkencor arXiv.
Një shpërthim që nuk i përshtatej modeleve të njohura
Objekti, i quajtur SN 2023vbw, u zbulua për herë të parë në tetor 2023 nga projekti Zwicky Transient Facility. Ai ndodhet në periferi të një galaktike xhuxhe me përmbajtje të ulët elementesh të rënda, rreth 1.3 miliardë vite-dritë larg Tokës.
Fillimisht, astronomët e klasifikuan atë si një supernovë të tipit II – lloji më i zakonshëm që ndodh kur një yll masiv konsumon karburantin e tij bërthamor, shembet nën gravitetin e vet dhe më pas shpërthen. Megjithatë, me kalimin e kohës u bë e qartë se disa nga karakteristikat e saj nuk përputheshin me këtë skenar.
Një sjellje e pazakontë
Vëzhgimet treguan se shkëlqimi i SN 2023vbw evoluoi në mënyrë krejt të ndryshme nga supernovat tipike të tipit II. Pas një faze fillestare ftohjeje, ndriçimi i saj vazhdoi të rritej gradualisht për rreth 190 ditë, derisa arriti kulmin.
Më pas, ndriçimi ra shpejt midis ditës së 190-të dhe të 230-të, përpara se të stabilizohej në një fazë të zgjatur zbehjeje të ngadaltë, e njohur si “bishti” i kurbës së dritës.
Energjia totale e lëshuar gjatë shpërthimit u vlerësua në rreth 3 × 10⁵⁰ erg, më shumë se dhjetë herë më e madhe se ajo e një supernove të zakonshme të tipit II.
Gjatë fazës së rritjes së ndriçimit, temperatura e shpërthimit mbeti pothuajse konstante ndërsa shtresa e jashtme vazhdonte të zgjerohej. Kjo sugjeron praninë e një burimi të fuqishëm dhe të vazhdueshëm energjie brenda shpërthimit, diçka që nuk vërehet zakonisht në supernovat klasike.
Ndërsa supernova filloi të zbehej, astronomët identifikuan linja spektrale të veçanta që tregojnë se materiali i hedhur nga shpërthimi po përplasej me një strukturë në formë disku të krijuar nga vetë ylli para vdekjes së tij.
Fajtori: një supergjigant blu jashtëzakonisht masiv
Modelet teorike tregojnë se shpërthimi ka të ngjarë të ketë ardhur nga një yll supergjigant blu me masë të jashtëzakonshme.
Forma e kurbës së dritës i ngjan asaj të supernovës së famshme SN 1987A, e cila gjithashtu u prodhua nga një supergjigant blu. Megjithatë, SN 2023vbw ishte dukshëm më e ndritshme dhe zhvillohej në një periudhë shumë më të gjatë kohore, duke treguar se ylli paraardhës ishte shumë më masiv.
Sipas vlerësimeve, masa e materialit të hedhur gjatë shpërthimit ishte midis 170 dhe 350 herë masës së Diellit. Energjia kinetike e shpërthimit ishte 60 deri në 130 herë më e madhe sesa maksimumi që mund të prodhojë një supernovë e zakonshme nga kolapsi i bërthamës së hekurit.
Një tjetër tregues i rëndësishëm është mjedisi ku ndodhi shpërthimi. Galaktika pritëse ka një përmbajtje elementesh të rënda rreth dhjetë herë më të ulët se ajo e Diellit, pikërisht kushtet që teoritë parashikojnë për formimin e supernovave të paqëndrueshmërisë së çifteve.
Studiuesit sugjerojnë gjithashtu se ylli mund të jetë formuar nga bashkimi i dy yjeve masivë në një sistem binar. Një proces i tillë do të shpjegonte natyrshëm praninë e diskut të dendur të materialit që rrethonte yllin para shpërthimit.
Megjithatë, mbeten ende disa paqartësi. Shkencëtarët nuk janë të sigurt nëse yjet jashtëzakonisht masivë e përfundojnë jetën si supergjigantë të kuq apo blu, dhe as në cilën fazë të evolucionit të tyre mund të ndodhë një bashkim i tillë.
Kur një yll shkatërron vetveten
Supernovat e paqëndrueshmërisë së çifteve ndodhin vetëm në yje me masa ekstreme. Në bërthamën e tyre, temperaturat bëhen aq të larta sa energjia fillon të shndërrohet në çifte elektron-pozitron.
Ky proces zvogëlon presionin e rrezatimit që mban yllin në ekuilibër kundër gravitetit. Si pasojë, bërthama destabilizohet dhe nis një reaksion termobërthamor i pakontrolluar që shpërthen me një forcë aq të madhe sa e konsumon të gjithë yllin.
Ndryshe nga supernovat e zakonshme, ky mekanizëm nuk lë pas as vrimë të zezë dhe as yll neutronik. Ylli zhduket plotësisht.
Modelet teorike parashikojnë se këtë fat e pësojnë yje me masa fillestare rreth 140–260 herë më të mëdha se masa e Diellit dhe me përmbajtje të ulët elementesh të rënda. Karakteristikat e SN 2023vbw përputhen në mënyrë të habitshme me këto parashikime.
Një mundësi e rrallë për astronomët
Për shkak se kjo supernovë është relativisht afër në shkallët kozmike dhe vazhdon të jetë mjaftueshëm e ndritshme, astronomët mund të vazhdojnë ta studiojnë në gjatësi të ndryshme valore.
Vëzhgime të mëtejshme pritet të zbulojnë më shumë rreth historisë së humbjes së masës së yllit para shpërthimit dhe proceseve bërthamore që ndodhën gjatë vetëshkatërrimit të tij.
Studiuesit besojnë se observatorët e rinj, si Vera Rubin Observatory dhe teleskopi hapësinor Nancy Grace Roman, do të zbulojnë në vitet e ardhshme dhjetëra ose edhe qindra ngjarje të ngjashme. Kjo do t’u japë astronomëve mundësinë të kuptojnë më mirë evolucionin dhe fundin spektakolar të yjeve më masivë në univers.
Ky version është përshtatur për lexim publik dhe ruan saktësinë shkencore, ndërsa shmang përkthimin fjalë për fjalë.
