Beli patuljak preživeo sopstvenu eksploziju, na zaprepašćenje astronoma

U životu jedne zvezde nalik Suncu, beli patuljak je njena krajnja tačka. Nakon što takva zvezda nabubri i postane crveni džin, a zatim ponestane goriva potrebnog za reakcije nuklearne fuzije, zvezda izbacuje svoje spoljašnje slojeve da bi formirala planetarnu maglinu, ili omotač difuznog gasa. Kako se maglina širi i raspršuje, za sobom ostavlja inertno jezgro zvezde, koje se naziva beli patuljk.

Beli patuljci su veličine naše planete, ali imaju masu koja je ekvivalentna masi zvezde. Kao takvi, oni su gusti objekti sa gravitacijom koja je dovoljno jaka da povuče materijal iz bilo koje bliske zvezde pratioca. Kada prikupi dovoljno materijala, beli patuljak eksplodira u termonuklearnoj detonaciji koja obično uništava zvezdu, što naučnici nazivaju supernovom tipa Aj-ej (Ia).

Ili su bar tako mislili.

Godine 2012, kada su astronomi videli kako supernova nazvana 2012Z eksplodira u spiralnoj galaksiji NGC-1309, koja je oko 120 miliona svetlosnih godina udaljena od Zemlje u sazvežđu Eridan, svemirski teleskop Habl brzo je stupio na scenu. Habl je snimio NGC-1309 mnogo puta u godinama pre supernove, a astronomi su uspeli da identifikuju sistem zvezda koji je eksplodirao, otkrivši da sadrži belog patuljka koji je grabio materijal sa stare zvezde bogate helijumom, možda crvenog džina.

Ovo je bio prvi put da su naučnici uspeli da snime progenitora supernove tipa Aj-ej. Ipak, izgledalo je da nešto nije u redu u podacima koje je slao Habl. Ne samo da su slike pokazale da je praotac nekako preživeo eksploziju već je beli patuljak, na neki način, bio još svetliji nego ranije.

„Niko nije očekivao da će videti preživelu zvezdu koja je još sjajnija“, navodi u izveštaju Kertis Mekali, astrofizičar iz Opservatorije Las Kambres sa sedištem u Kaliforniji. „To je bila prava zagonetka.“

Astronomi su identifikovali ono za šta sumnjaju da su neuspele supernove tipa Aj-ej koje za sobom ostavljaju ostatke „zombi“ zvezda – fenomen koji se naziva supernove tipa Aj-ej-iks. Jedna od najznačajnijih takvih supernova bila je SN-2008 iks, koja je eksplodirala u galaksiji UGC-12682 udaljenoj oko 69 miliona svetlosnih godina od Zemlje u sazvežđu Pegaza. Međutim, na osnovu slika snimljenih pre i posle supernove, astronomi su prvi put potvrdili da je eksplodirajuća zvezda preživela.

Mekali i njegove kolege, nakon što su proučavali SN-2012Z, imaju delimičnu teoriju o tome šta se dogodilo. Istraživači pretpostavljaju da termonuklearna eksplozija nije bila dovoljno snažna da potpuno raznese belog patuljka, i da je veliki deo krhotina pao nazad na zvezdu. Naučnici očekuju da će se tokom vremena zvezda vratiti u prvobitno stanje mirovanja.

Preživeli beli patuljak možda sija svetlije nego ranije zbog svetlosti iz brojnih izvora, uključujući i sam svetleći vezani ostatak, zvezdu pratioca zagrejanu šokom koja je primila najveći udar eksplozije i rasuti radioaktivni materijala koji se raspršio u svemir tokom eksplozije.

Obično se svetlost supernove tipa Aj-ej pokreće radioaktivnim raspadom izotopa kobalta-56 i kobalta-57 u materijalu koji je iznet u svemir. (Izotopi su varijante atoma koji imaju isti broj protona i elektrona, ali različit broj neutrona.) Ovi izotopi imaju period poluraspada od 77 odnosno 271 dan, tako da se nakon nekoliko godina većina kobalta raspada i svetlost supernove drastično bledi.

Međutim, SN-2012Z bledi mnogo sporije, tako da ako je radioaktivni raspad primarni izvor svetlosti, to mora da bude izotop sa mnogo dužim poluživotom. Mekalijev tim predlaže gvožđe-55, koje ima poluživot od 2,7 godina.

Zašto je SN-2012Z pretrpeo ovu neuspelu supernovu, umesto da se uništi u tipičnom tipu Aj-ej, ostaje misterija.