Tο πρώτο σουπερνόβα που ανακάλυψε η Γαία. Gaia discovers its first supernova

Η Γαία (Gaia), το νέο ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο που θα καταγράψει με ακρίβεια τη θέση και την ταχύτητα τουλάχιστον ενός δισεκατομμυρίου άστρων του Γαλαξία μας, εντόπισε τυχαία την πρώτη της έκρηξη υπερκαινοφανούς (σουπερνόβα) η οποία συνέβη σε ένα μακρινό γαλαξία. An artist’s impression of a Type Ia supernova – the explosion of a white dwarf locked in a binary system with a companion star. While other types of supernovas are the explosive demises of massive stars, several times more massive than the Sun, Type Ia supernovas are the end product of their less massive counterparts. Low-mass stars, with masses similar to the Sun’s, end their lives gently, puffing up their outer layers and leaving behind a compact white dwarf. Due to their high density, white dwarfs can exert an intense gravitational pull on a nearby companion star, accreting mass from it until the white dwarf reaches a critical mass that then sparks a violent explosion. Credit: ESA/ATG medialab/C. Carreau

Η Γαία, η οποία ξεκίνησε να λαμβάνει παρατηρήσεις στις 25 Ιουλίου, σαρώνει τον ουρανό ανά τακτά χρονικά διαστήματα έτσι ώστε το καθένα από το ένα δισεκατομμύριο άστρα που έχει στο στόχαστρό της να καταγραφεί τουλάχιστον 70 φορές στα επόμενα πέντε χρόνια, με στόχο την εξακρίβωση της τροχιάς και της ταχύτητάς του εντός του Γαλαξία.

Κατά τη διάρκεια δύο διαδοχικών παρατηρήσεων με διαφορά ενός μήνα, η Γαία κατέγραψε στις 30 Αυγούστου μία εντυπωσιακή αύξηση της φωτεινότητας ενός γαλαξία που βρίσκεται 500 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας.

To σουπερνόβα Gaia14aaa και ο γαλαξίας που το φιλοξενεί. This image shows the supernova named Gaia14aaa as seen on 10 September 2014 with the robotic Liverpool Telescope on La Palma, in the Canary Islands, Spain. This is a Type Ia supernova – the explosion of a white dwarf locked in a binary system with a companion star – and it was discovered in the data collected with ESA’s Gaia satellite on 30 August. In the left panel, the image from the Liverpool Telescope shows both Gaia14aaa and its host galaxy, named SDSS J132102.26+453223.8, which is about 500 million light-years away. In this image, the supernova is slightly offset from the galaxy’s core. The central panel shows an image of the same galaxy, taken as part of the Sloan Digital Sky Survey, several years before the explosion of Gaia14aaa could be observed from Earth. The right panel was obtained by subtracting the second image, which contains the light emitted by the galaxy, from the first one, which depicts both the galaxy and the supernova. The difference between the two images clearly shows the appearance of Gaia14aaa. Credit: M. Fraser/S. Hodgkin/L. Wyrzykowski/H. Campbell/N. Blagorodnova/Z. Kostrzewa-Rutkowska/Liverpool Telescope/SDSS

Η δραματική αυτή αλλαγή, όπως διαπίστωσαν οι επιστήμονες οφειλόταν σε μία έκρηξη υπερκαινοφανούς, έκρηξη ενός άστρου δηλαδή που έχει φθάσει στο τέλος της ζωής του και καθώς εκρήγνυται απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ακτινοβολίας. Το συμβάν, που πήρε το όνομα Gaia14aaa αποτελεί το πρώτο εύρημα της Γαίας που δεν εμπίπτει στο κύριο επιστημονικό της σκοπό, αν και στο μέλλον μας επιφυλάσσει πολλές παρόμοιες ανακαλύψεις.

«Καθώς η Γαία κοιτάει κάθε τμήμα του ουρανού ξανά και ξανά, έχουμε μία ευκαιρία να εντοπίσουμε χιλιάδες άλλες παροδικές πηγές που μπορεί να είναι σημάδια ορισμένων από τα πιο ισχυρά φαινόμενα στο Σύμπαν, όπως αυτή η σουπερνόβα», εξηγεί ο Δρ. Σάιμον Χόντζκιν, από το ινστιτούτο αστρονομίας του Κέμπριτζ και μέλος της επιστημονικής ομάδας της Γαίας.

Light curve of galaxy SDSS J132102.26+453223.8 obtained with Gaia. It shows the evolution in time of the galaxy’s brightness. The brightness is indicated on the vertical axis; smaller magnitude values indicate a brighter source. The light curve shows how the galaxy significantly brightened up between the two consecutive Gaia observations because of a stellar explosion, or supernova, which was named Gaia14aaa. This is the first supernova discovered with Gaia. Credit: ESA/Gaia/DPAC/Z. Kostrzewa-Rutkowska (Warsaw University Astronomical Observatory) & G. Rixon (Institute of Astronomy, Cambridge)

Η κατακόρυφη αύξηση της ακτινοβολίας του μακρινού γαλαξία θα μπορούσε να οφείλεται και σε άλλες εξίσου ενεργητικές πηγές, όπως για παράδειγμα την «κατανάλωση» μεγάλης ποσότητας μάζας από μία υπερμεγέθη μαύρη τρύπα και για να εξακριβώσουν την πηγή οι ερευνητές κατέφυγαν στην ανάλυση του φάσματος της ακτινοβολίας αλλά και στην παρατήρηση του γαλαξία με επίγεια τηλεσκόπια. Η ύπαρξη σιδήρου και άλλων βαρειών στοιχείων στην ακτινοβολία αλλά και η κατανομή του φάσματος της Gaia14aaa συνιστούν πως πρόκειται τελικά για μία έκρηξη σουπερνόβα τύπου Ia (έκρηξη σε ένα δυαδικό αστρικό σύστημα δηλαδή, στο οποίο το ένα από τα δύο άστρα είναι λευκός νάνος).

Οι σουπερνόβα είναι πολύ σπάνια φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα δύο με τρεις φορές ανά αιώνα σε έναν τυπικό γαλαξία. Σε όλο τον ουρανό όμως, στον οποίο υπάρχουν δισεκατομμύρια γαλαξίες προκύπτουν πολύ συχνά ευκαιρίες παρατήρησής τους που μέχρι σήμερα έμεναν σε ένα μεγάλο βαθμό ανεκμετάλλευτες. Πλέον οι επιστήμονες αναλύουν τα δεδομένα από την πρώτη έκρηξη υπερκαινοφανούς που εντόπισε η Γαία και βελτιώνοντας τις τεχνικές και το λογισμικό τους αναμένουν σε σύντομο χρονικό διάστημα την ανακάλυψη τριών παρόμοιων εκρήξεων κάθε ημέρα, πολλαπλασιάζοντας κατά ένα μεγάλο παράγοντα τα διαθέσιμα ερευνητικά δεδομένα για τους αστρονόμους.

Πηγή: www.esa.int