Medtem ko astronomski pojavi minevajo, so supernove ena najbolj očarljivih in spektakularnih. Ta proces se zgodi, ko določene vrste zvezd dosežejo konec življenjske dobe, kjer eksplodirajo in odvržejo svoje zunanje plasti. Zahvaljujoč generacijam raziskav so astronomi lahko razvrstili najbolj opažene supernove v eno od dveh kategorij (tip I in tip II) in določili, katere vrste zvezd so potomci za vsako.
Vendar astronomi do danes niso mogli določiti, katera vrsta zvezde sčasoma privede do supernove tipa Ic - posebnega razreda, kjer se zvezda z odstranjevanjem vodika in helija izloči propadu jedra. Toda zahvaljujoč prizadevanjem dveh skupin astronomov, ki sta primerjali arhivske podatke iz Hubble vesoljski teleskop, znanstveniki so zdaj našli dolgo iskane zvezde, ki povzročajo to vrsto supernove.
V bistvu velja, da supernove tipa I izvirajo iz binarnih sistemov, sestavljenih iz belega pritlikavca in spremljevalne zvezde, ki krožita tesno skupaj. Sčasoma bo beli škrat iz spremljevalca začel sipati material, dokler ne bo dosežena kritična masa. Prepolikan beli škrat nato doživi propad jedra in eksplodira v neverjetno svetlem izbruhu materiala in energije.
V primeru supernov tipa Ic, ki predstavljajo približno 20% masivnih zvezd, ki eksplodirajo zaradi razpada jedra, je zvezda izgubila svojo zunanjo plast vodika in večino helija. Menijo, da so te zvezde med najbolj množičnimi znanimi - z vsaj 30 sončnimi masami - in ostanejo svetle tudi po odstranjevanju svojih zunanjih plasti. Zato je bila skrivnost, zakaj astronomi tega niso mogli opaziti, preden je šla supernova.
Na srečo so leta 2017 opazili supernovo tipa Ic, ki se je odvijala znotraj kopice mladih zvezd v spiralni galaksiji NGC 3938, ki je oddaljena približno 65 milijonov svetlobnih let. Prvotno odkritje so astronomi naredili v Observatoriju Tenagra v Arizoni, vendar sta se obe ekipi astronomov obrnili na Hubble da natančno določimo lokacijo vira.
Prva ekipa, ki jo je vodil Schuyler D. Van Dyk - višji raziskovalni znanstvenik v Caltech's Infrardečem centru za obdelavo in analiziranje (IPAC) - je mladega supernove predstavljala junija 2017 z Hubble's Široka polja 3 (WFC 3). Nato so s to sliko našli arhivskega kandidata Hubble fotografije, posnete z NGC 3938 decembra 2007.
Druga ekipa pod vodstvom Charlesa Kilpatricka iz kalifornijske univerze Santa Cruz je supernove opazila junija 2017 pri infrardečih slikah z uporabo enega od 10 m teleskopov na W.M. Keck Observatory na Havajih. Ekipa je nato analizirala isti arhiv Hubble fotografije kot Van Dykova ekipa za odkrivanje možnega vira.
Obe ekipi sta objavili študije, ki kažejo, da je bil prerodnik verjetno modri nadčlovek, ki se nahaja v eni od spiralnih rok NGC 3938. Kot je opozoril Van Dyk v nedavnem sporočilu za NASA, »Najdba verodostojnega potomca supernove Ic je velika nagrada iskanju potomcev. Zdaj imamo prvič jasno odkrit kandidatni objekt. "
Dejstvo, da je bila supernova (imenovana SN 2017ein) zaznana na prvem mestu, je bilo tudi precej posrečeno, kot je pojasnil Kilpatrick:
"Imeli smo srečo, da je bila supernova v bližini in zelo svetla, približno 5 do 10-krat svetlejša od drugih supernov tipa Ic, kar je morda olajšalo iskanje potomca. Astronomi so opazili številne supernove tipa Ic, vendar so vse preveč daleč, da bi se Hubble lahko rešil. Za bližnjo galaksijo potrebujete eno od teh ogromnih svetlih zvezd. Videti je, da je večina supernov tipa Ic manj masivna in zato manj svetla, zato jih nismo mogli najti. "
Na podlagi ocene potomca sta obe ekipi ponudili dve možnosti za identiteto vira. Po eni strani so namigovali, da je lahko ena sama zajetna zvezda med 45 in 55 sončnih mas, ki je gorela zelo svetlo in vroče, kar je povzročilo, da izgoreva zunanje plasti vodika in helija, preden se podvrže gravitacijskemu kolapsu.
Druga možnost je bila, da je bil praroditelj ogromen binarni sistem, sestavljen iz zvezde, ki je bila med 60 in 80 sončnih mas, in spremljevalca, ki je znašalo 48 sončnih mas. V tem scenariju je bolj masivna zvezda odstranila svoje vodikove in helijeve plasti s strani svojega spremljevalca, preden je eksplodirala kot supernova.
Druga možnost je bila nekoliko presenečenje, saj na trenutnih modelih astronomi ne pričakujejo. Ko gre za supernove tipa I, astronomi pričakujejo, da bodo binarni sistemi sestavljeni iz zvezd manjše mase, navadno nevtronske zvezde s spremljevalcem, ki je zapustil svoje glavno zaporedje in se razširil v rdeči velikan.
Odkritje tega potomca je zato za astronome razrešilo nekaj skrivnosti. Že nekaj časa vedo, da ima supernova tipa Ic pomanjkanje vodika in helija, in nista bila prepričana, zakaj. Ena izmed možnih razlag je bila, da so jih odstranili močni vetrovi nabitih delcev. A nobenih dokazov za to še nikoli ni bilo.
Druga možnost je vključevala binarne pare blizu orbite, pri katerih je bila ena zvezda odvzeta od njenih zunanjih plasti, preden je eksplodirala. Toda v tem primeru so ugotovili, da je bila zvezda, odvzeta iz materiala, še vedno dovolj masivna, da je na koncu eksplodirala kot supernova tipa Ic.
Kot je pojasnil Ori Fox, raziskovalec Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop (STSI) v Baltimoru in član Van Dykove ekipe, je pojasnil:
»Razdvajanje teh dveh scenarijev za proizvodnjo supernov tipa Ic vpliva na naše razumevanje evolucije zvezd in nastajanja zvezd, vključno s tem, kako se zvezde porazdelijo, ko se rodijo, in koliko zvezd se tvori v interaktivnih binarnih sistemih. In to so vprašanja, ki jih ne želijo vedeti samo astronomi, ki preučujejo supernove, ampak vsi astronomi to iščejo. "
Obe ekipi sta tudi navedli, da ne bosta mogla potrditi identitete potomčeve zvezde, dokler supernova v približno dveh letih ne zbledi. Trenutno upajo, da bodo uporabili Nasino James Webb vesoljski teleskop (JWST), ki naj bi se začela leta 2021, da bi ugotovili, ali je potomstvo še vedno zelo svetlo (kot je bilo pričakovano) in naredil natančnejše meritve njegove svetlosti in mase.
To zadnje odkritje ne zapolnjuje le nekaterih lukenj v našem vedenju o tem, kako se nekatere zvezde obnašajo, ko pridejo do konca svoje glavne faze zaporedja, temveč astronomom ponuja tudi priložnost, da izvejo več o nastanku in evoluciji zvezd v našem vesolju . Ko bodo v prihodnjih letih teleskopi naslednje generacije na voljo, astronomi upajo, da bodo dobili ključni vpogled v ta vprašanja.
Študija, ki jo je vodil Van Dyk, z naslovom "SN 2017ein in možna prva identifikacija potomcev supernove tipa Ic", se je pojavila v The Astrophysical Journal v juniju. Druga študija, "Potencialni začetnik supernove tipa Ic 2017ein", se je pojavila v Mesečna obvestila Royal Astronomical Society v letošnjem oktobru.
