Valkonen kääpötähti, supernova

Uusi avaruusilmiö: Tähti selvisi supernovasta

Yleensä tähdestä ei supernovaräjähdyksen jälkeen ole jäljellä kuin neutronitähti tai musta aukko. Loput aineesta hajoaa avaruuteen. Nyt tutkijat ovat löytäneet tähden, joka loistaa supernovan jälkeen kirkkaampana kuin koskaan. Havainto voi panna käsitykset supernovasta uuteen uskoon.

Yleensä tähdestä ei supernovaräjähdyksen jälkeen ole jäljellä kuin neutronitähti tai musta aukko. Loput aineesta hajoaa avaruuteen. Nyt tutkijat ovat löytäneet tähden, joka loistaa supernovan jälkeen kirkkaampana kuin koskaan. Havainto voi panna käsitykset supernovasta uuteen uskoon.

NASA/CXC/M.Weiss

Supernova on rajuimpia tunnettuja luonnonilmiöitä.

Tähti päättää päivänsä supernovaräjähdyksessä, kun sen vety on palanut loppuun. Kun tähden sisuksissa ei enää ole riittävästi energiaa painovoiman vastustamiseen, se ei pysty kannattelemaan omaa massaansa ja luhistuu. Luhistumisessa syntyvässä räjähdyksessä vapautuva energiamäärä on niin suuri, että sen säteilemiseen tähdeltä muuten kuluisi miljardeja vuosia.

Räjähdyksen jälkeen jäljellä on vain tähden ydin, joka muuttuu mustaksi aukoksi tai neutronitähdeksi. Loput tähden aineesta hajoaa avaruuteen.

Supernovaräjähdys on niin voimakas, että se voi olla kirkkaampi kuin kokonainen galaksi. Erityisen massiivisia ja tuhoisia ovat kääpiötähtien supernovat eli niin sanotut termonukleaariset supernovat. Tai niin tutkijat ovat tähän asti uskoneet.

Galakse NGC 1309, supernova, kääpiötähti

Supernovasta selvinnyt SN 2012Z -tähti löydettiin galaksista NGC 1309 vuonna 2012.

© NASA, ESA, The Hubble Heritage Team (STSCI/AURA), and A. Riess (JHU/STSCI)

Tähti, joka selvisi supernovasta

Kansainvälinen tutkijaryhmä koki melkoisen yllätyksen, kun pitkään odotetut Hubble-avaruusteleskoopin tiedot termonukleaarisesta supernovasta SN 2012Z saapuivat heidän tietokoneisiinsa.

Tähti ei suinkaan ollut tuhoutunut supernovassa. Päinvastoin se loisti kirkkaampana kuin koskaan ennen supernovaa.

"Kun saimme Hubblen tiedot, odotimme näkevämme yhden kahdesta vaihtoehdosta," tutkimusta johtanut yhdysvaltalainen astrofyysikko Curtis McCully kertoo. "Joko aiemmin kuvissa ollut tähti olisi kadonnut kokonaan tai se olisi edelleen näkyvissä. Jälkimmäinen olisi tarkoittanut sitä, että kuvissa olisi ollut jokin toinen tähti kuin se, joka räjähti. Kukaan ei odottanut, että jäljellä olisi entistä kirkkaampi tähti."

Termonukleaarisia supernovia kutsutaan myös tyypin 1a supernoviksi. Niiden kirkkauden muutokset ovat tärkeitä mittatikkuja, kun lasketaan kosmisia etäisyyksiä.

Vielä ei tarkkaan tiedetä, mikä termonukleaariset supernovat aiheuttaa. Siitä tutkijat ovat yhtä mieltä, että niissä räjähtää valkoinen kääpiö. Valkoinen kääpiö on suunnilleen Maan kokoinen mutta massaltaan Auringon suuruinen tähti.

Supernova, galaksi, jäljelle jäänyt valkoinen kääpiötähti

Vasemmalla: Värikuva galaksista NGC 1309 ennen supernovan 2012Z räjähdystä. Ylhäällä keskellä: SN 2012Z ennen räjähdystä vuonna 2012. Ylhäällä oikealla: SN2012Z räjähdyksen aikana vuonna 2013. Alhaalla keskellä: SN 2012Z räjähdyksen jälkeen vuonna 2016. Alhaalla oikealla: SN 2012Z loistaa kirkkaampana kuin ennen supernovaa.

© McCully et al.

Supernova menee myttyyn

Yhden teorian mukaan valkoinen kääpiö imee ainetta naapuritähdeltään, ja kun se on kasvanut liian raskaaksi, sen ytimessä käynnistyy termonukleaarisia reaktioita, jotka saavat sen räjähtämään.

SN 2012Z on erityinen tyypin Iax supernova, joka on heikompi kuin tavalliset tyypin Ia supernovat.

Koska tyypin Iax supernovat ovat heikompia ja niiden räjähdys tapahtuu hitaammin kun tyypin Ia supernovissa, tutkijat ovat arvelleet, että ne ovat epätäydellisiä supernovia. Nyt tehty havainto saattaa vahvistaa tämän.

Syy siihen, että SN 20122Z loistaa nyt kirkkaampana kuin ennen, voi olla se, että supernovassa sen aine on tiivistynyt. Kun supernova ei ollut kyllin voimakas hajottamaan kaikkea tähden ainetta avaruuteen, osa siitä on pudonnut takaisin tähteen.

Tutkijat uskovat, että ajan mittaan SN 2012Z palaa alkuperäiseen olotilaansa. Tosin sen tilavuus kasvaa ja massa pienenee. Valkoisten kääpiöiden massa on nimittäin sitä pienempi, mitä suurempi niiden läpimitta on.

Joka tapauksessa SN 2012Z:n selviytymistarina on saanut tutkijat miettimään uudestaan, mikä supernova on ja mikä sen saa räjähtämään täydellisesti tai epätäydellisesti.