Ülihelendava supernoova ja selle kaootilise keskkonnaga galaktika kõrglahutusega simulatsioon varases universumis. Autor: Adrian Malec ja Marie Martig (Swinburne University)
Mõned kõige varasemad tähed olid massilised ja lühiajalised, nende elu pidi lõppema tohututes plahvatustes. Astronoomid on tuvastanud neist plahvatavatest tähtedest mõned varaseimad ja kaugemad, nn superhelendavad supernoovad - täheplahvatused on 10–100 korda eredamad kui teised supernoova tüübid. Duo püstitab kõige kaugema seni avastatud supernoova rekordi ja pakub vihjeid väga varase Universumi kohta.
"Nende supernoovade valgus sisaldab üksikasjalikku teavet universumi lapsekingade kohta ajal, mil mõned esimestest tähtedest kondenseeruvad endiselt Suure Paugu moodustunud vesiniku ja heeliumi poolt," ütles dr. Jeffrey Cooke, astrofüüsik Austraalia Swinburne'i tehnikaülikool, kelle meeskond avastuse tegi.
Meeskond kasutas Kanada-Prantsusmaa-Hawaii teleskoobi ja Keck 1 teleskoobi andmeid, mõlemad asuvad Hawaiil.
"Supernoovade tüüp, mille oleme leidnud, on äärmiselt haruldane," ütles Cooke. “Tegelikult on enne meie tööd avastatud ainult üks. See konkreetne supernoova tüüp tuleneb väga massiivse tähe surmast (umbes 100–250 korda suurem kui meie Päikese mass) ja plahvatab teiste supernoovadega võrreldes hoopis teisel viisil. Nende sündmuste avastamine ja uurimine pakub meile vaatluslikke näiteid, et paremini mõista neid ja kemikaale, mille nad surevad universumisse. "
Ülimalt helendavad supernoovad avastati alles mõni aasta tagasi ja neid on lähedalasuvas Universumis harva. Nende päritolu ei ole hästi mõistetav, kuid arvatakse, et väike alamhulk neist juhtub, kui äärmiselt massiivsed tähed, 150–250 korda massiivsemad kui meie Päike, läbivad tuumaplahvatuse, mille kutsub esile footonite muundamine elektron-positronipaarideks. See protsess on kõigi teiste supernoovade tüüpidega võrreldes täiesti erinev. Eeldatavasti on selliseid sündmusi sagedamini esinenud varases universumis, kui massilised tähed olid sagedamini levinud.
See ja nende sündmuste äärmuslik heledus julgustas Cooke'i ja tema kolleege otsima ülihelendavaid supernoove punases nihetes, z, suurem kui 2, kui Universum oli vähem kui veerand praegusest vanusest.
"Kasutasime Keck I-l LRIS-i (madala eraldusvõimega pildispektromeetrit), et saada sügavspektroskoopia, et kinnitada peremeesorganismi punanihkeid ja otsida hilise aja emissiooni supernoovadest," rääkis Cooke. „Esialgsed tuvastused leiti CFHT Legacy Survey Deep väljadelt. Supernoovade valgus jõudis siia Maale 4–6 aastat tagasi. Nende vahemaade kinnitamiseks peame saama nende vastuvõtvate galaktikate spektri, mis on nende äärmise vahemaa tõttu väga nõrk. Kecki suur ava ja LRIS-i kõrge tundlikkus tegid selle võimalikuks. Lisaks on mõnel supernooval piisavalt eredad emissioonifunktsioonid, mis püsivad aastaid pärast plahvatust. Sügav Kecki spektroskoopia võimaldab neid liine tuvastada täiendava kinnitus- ja uurimisvahendina. ”
Cooke ja kaastöötajad otsisid läbi suure universumi ruumala z-st, mis oli suurem kui 2 või sellega võrdne, ja leidsid kaks ülihelendavat supernoovat punasekirjel 2,05 ja 3,90 - muutes eelmise supernoova punanihke rekordi 2,36 ja vihjates lavastusele ülivalgustavate supernoovade kiirus nendel punastel nihketel on vähemalt 10 korda kõrgem kui lähedalasuvas Universumis. Ehkki nende kahe objekti spektrid muudavad nende eellaste kuulumise tähe esimese põlvkonna hulka vähetõenäoliseks, viitavad praegused tulemused sellele, et nende tähtede tuvastamine ei pruugi olla kaugel meie haardest.
Esimeste tähtede tuvastamine võimaldab meil palju paremini mõista universumi esimesi tähti, ütles Cooke.
"Vahetult pärast suurt pauku oli Universumis ainult vesinik ja heelium," ütles ta. „Kõik muud elemendid, mida me täna enda ümber näeme, nagu süsinik, hapnik, raud ja räni, olid valmistatud tähtede südamikes või supernoova plahvatuste ajal. Esimesed tähed, mis pärast Suurt Pauku tekkisid, panid aluse Universumi rikastamise pikale protsessile, mis andis lõpuks mitmekesise galaktikate, tähtede ja planeetide komplekti, mida me täna meie ümber näeme. Meie avastused proovivad varajast aega universumis, mis kattub ajaga, mille jooksul eeldame esimeste tähtede nägemist. ”
Allikad: Kecki observatoorium, loodus
