Εντοπίστηκε το πρώτο άστρο-ζόμπι! Astronomers discover a star that would not die

Αν και έχουν συμβεί σε αυτό τουλάχιστον δύο εκρήξεις σουπερνόβα το άστρο φαίνεται ότι δεν καταστρέφεται. Supernova discovery challenges known theories of the death of stars. Artist's impression of a supernova explosion. Credit: European Southern Observatory/M. Kornmesser

Χιλιάδες εκρήξεις υπερ-καινοφανών αστέρων (σούπερ-νόβα) έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα, καθώς τα συγκεκριμένα άστρα ολοκληρώνουν τη ζωή τους με βίαιο τρόπο. Όμως, για πρώτη φορά οι αστρονόμοι ανακάλυψαν μια αξιοσημείωτη εξαίρεση: ένα άστρο που αρνείται να πεθάνει, καθώς εξερράγη τουλάχιστον δύο φορές σε διάστημα μερικών δεκαετιών, κάτι που αποτελεί «παραφωνία» σε σχέση με τις έως τώρα θεωρίες για τις κοσμικές καταστροφές αυτού του είδους.

H ανακάλυψη 

An international team of astronomers led by Las Cumbres Observatory has found a remarkable object in a nearby galaxy: a star that exploded multiple times over a period of more than 50 years. The finding, published by the journal Nature, completely confounds existing knowledge of a star’s end of life. Artist’s impression of a Type II supernova. Image credit: NASA / ESA / G. Bacon, STSci

Η έκρηξη σούπερ-νόβα που έλαβε την κωδική ονομασία iPTF14hls βρίσκεται σε απόσταση περίπου 500 εκ. ετών φωτός από τη Γη στην κατεύθυνση του αστερισμού της Μεγάλης Άρκτου. Η έκρηξη είχε αρχικά ανακαλυφθεί το 2014 και έμοιαζε με μια τυπική περίπτωση.  Η ανάλυση έδειξε ότι το παρατηρούμενο γεγονός αντιστοιχούσε σε μια έκρηξη σουπερνόβα τύπου ΙΙ-Ρ και όλα τα σχετικά με την ανακάλυψη φαίνονταν κανονικά. Όμως μετά από μερικούς μήνες, οι αστρονόμοι παρατήρησαν κάτι που δεν είχαν ξαναδεί: ο υπερκαινοφανής αστέρας που είχε γίνει στο μεταξύ αχνός, έγινε και πάλι φωτεινός. Συνήθως μια τυπική έκρηξη σούπερ-νόβα ξεθωριάζει στον ουρανό μέσα σε 100 περίπου μέρες.

An image taken by the Palomar Observatory Sky Survey reveals a possible explosion in the year 1954 at the location of iPTF14hls (left), not seen in a later image taken in 1993 (right). Supernovae are known to explode only once, shine for a few months and then fade, but iPTF14hls experienced at least two explosions, 60 years apart. Credit: Adapted from Arcavi et al. 2017, Nature. POSS/DSS/LCO/S. Wilkinson

Όμως η συγκεκριμένη έγινε διαδοχικά πιο λαμπερή και πιο αχνή, τουλάχιστον πέντε φορές μέσα στην επόμενη διετία. Όταν οι επιστήμονες ανέτρεξαν στα αστρονομικά αρχεία τους, με μεγάλη έκπληξή τους συνειδητοποίησαν ότι ακριβώς στο ίδιο σημείο του ουρανού, είχε γίνει έκρηξη σούπερ-νόβα το 1954. Με κάποιο τρόπο, το εν λόγω άστρο επιβίωσε από εκείνη την έκρηξη, για να εκραγεί ξανά το 2014, και στη συνέχεια να αρχίσει να «αναβοσβήνει».

Οι εκτιμήσεις

iPTF14hls grew bright and dim again at least five times over two years. This behavior has never been seen in previous supernovae, which typically remain bright for approximately 100 days and then fade. Credit: Adapted from Arcavi et al. 2017, Nature. LCO/S. Wilkinson

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Ιάιρ Αρκάβι του Αστεροσκοπείου Las Cumbres Observatory (LCO) και του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature». Όπως είπε ο Αρκάβι, «η εν λόγω σούπερ-νόβα καταρρίπτει κάθε τι που νομίζαμε ότι ξέραμε γι' αυτές. Είναι το μεγαλύτερο αίνιγμα που έχω συναντήσει στη διάρκεια μια δεκαετίας μελέτης των αστρικών εκρήξεων». Εκτιμάται ότι το άστρο που εξερράγη, είχε μάζα τουλάχιστον 50 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν να πρόκειται για την πιο ισχυρή έκρηξη σούπερ-νόβα που έχουν δει ποτέ και ίσως το μέγεθος αυτό να εξηγεί την παράξενη συμπεριφορά του φαινομένου. Οι ερευνητές έκαναν λόγο για το πρώτο πιθανό δείγμα ενός «παλλόμενου υπερκαινοφανούς αστέρα» (ένα είδος σουπερνόβα-πάλσαρ), που εκρήγνυται σε διαδοχικές φάσεις, ώσπου η τελική - και φαρμακερή - έκρηξη να μετατρέψει το άστρο σε μαύρη τρύπα. Δεν αποκλείεται πάντως να πρόκειται και για κάποιο άλλο, τελείως άγνωστο έως τώρα φαινόμενο.

 Nick Konidaris, Caltech Astronomer

Οι αστρονόμοι συνεχίζουν να παρακολουθούν τη σούπερ-νόβα iPTF14hls, που παραμένει φωτεινή τρία χρόνια μετά την ανακάλυψή της. Μεταξύ των ερευνητών είναι ο ελληνικής καταγωγής Γιώργος Λελούδας, του τμήματος Αστροφυσικής του ινστιτούτου Βάιζμαν του Ισραήλ και του Κέντρου Σκοτεινής Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, καθώς επίσης ο ελληνο-αμερικανός αστρονόμος Νικ Κονιδάρης, του Ινστιτούτου Επιστημών Κάρνεγκι των ΗΠΑ. Ο τελευταίος έχει κατασκευάσει ένα όργανο (SED Machine), που αναλύει το φως των σούπερ-νόβα, επιτρέποντας την ταχεία κατηγοριοποίησή τους. Όπως δήλωσε ο Ν.Κονιδάρης, «ποτέ δεν περίμενα ότι το όργανο αυτό θα βοηθούσε στην ανάλυση μιας έκρηξης τόσο παράξενης από ένα τέτοιο άστρο-ζόμπι».

Πηγές: Energetic eruptions leading to a peculiar hydrogen-rich explosion of a massive star, Nature (2017). nature.com/articles/doi:10.1038/nature24030 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=914263