Svjetlost koja je putovala 11,7 milijardi godina otkriva kako su umirale divovske zvijezde u mladom svemiru — a nalazi iz svemirskog teleskopa James Webb mijenjaju sliku o tim davnim eksplozijama.
Astronomi su potvrdili jednu od najudaljenijih supernova ikada otkrivenih. Riječ je o eksploziji označenoj kao SN 2023aeaf, čije je svjetlo do nas stizalo gotovo 12 milijardi godina, što znači da se dogodila kada je svemir bio star svega dvije milijarde godina. Rezultati istraživanja objavljeni su u The Astrophysical Journal.
Ono što ovaj slučaj čini posebno zanimljivim jest okoliš u kojem se eksplozija dogodila. Zvijezda je pripadala mladoj patuljastoj galaksiji s izrazito niskim udjelom težih elemenata — upravo onakvim uvjetima kakvi su vladali u ranom svemiru. Valeria Aparicio sa Sveučilišta Hawaiʻi i njezin tim utvrdili su da se radi o supernovi tipa II, onoj koja nastaje kada masivna zvijezda iscrpi nuklearno gorivo i njezina željezna jezgra kolabira pod vlastitom gravitacijom.
Drugačije eksplozije u mladom svemiru
Gotovo sve što znamo o ponašanju supernova potječe iz obližnjih i relativno recentnih primjera. No rani svemir imao je znatno niži udio metala, pa se postavlja pitanje jesu li se te eksplozije u prošlosti ponašale drukčije. Odgovor na to pitanje traži iznimno osjetljive instrumente, a JWST je upravo to omogućio kroz dubinska promatranja poput projekata JADES i COSMOS-Web.
Analiza svjetlosne krivulje i evolucije boja, uspoređena sa simulacijama populacija supernova, dala je 97,2 posto vjerojatnosti da je riječ o supernovi tipa II. Spektar pokazuje vodikove linije, što znači da je zvijezda zadržala svoj vanjski omotač bogat vodikom do samog kraja.
Korištenjem simulacijskog softvera STELLA istraživači su otkrili da je supernova u ranoj fazi bila neobično vruća i plava. Najbolje objašnjenje jest da je udarni val udario u kompaktnu ljusku plina koju je zvijezda odbacila neposredno prije smrti. Kasnije se ohladila na temperaturu karakterističnu za takozvanu fazu platoa tipičnu za ovu vrstu supernova.
Podaci upućuju na zvijezdu čija je masa bila otprilike 12 puta veća od Sunčeve, okruženu s oko pola solarne mase materijala oko zvijezde. Zbog ograničenog broja promatranja, istraživači nisu mogli preciznije odrediti svojstva zvijezde predaka, no i ovakav nalaz vrijedan je doprinos malom ali rastućem uzorku supernova otkrivenih na crvenom pomaku većem od 3.
Postavlja se pitanje koje izvor ne postavlja: koliko je naše razumijevanje životnog ciklusa zvijezda uopće primjenjivo na te davne epohe? Ako su se eksplozije u metalom siromašnom okruženju ponašale bitno drukčije, morat ćemo revidirati i modele formiranja prvih zvijezda i galaksija.
Ovakva otkrića nisu samo znanstvena senzacija. Stopa pojavljivanja udaljenih supernova može poslužiti kao posredni pokazatelj intenziteta formiranja zvijezda kroz povijest svemira. Što je veći uzorak, to će preciznija biti karta kozmičke povijesti nastajanja zvijezda.
Tekst je sadržajno zanimljiv, ali pitanje na kraju otvara važnu znanstvenu nijansu: Naše razumijevanje životnog ciklusa zvijezda primjenjivo je na rani svemir u osnovi vrlo dobro — ali ne možemo pretpostaviti da su se zvijezde ondje ponašale potpuno jednako kao današnje zvijezde. Najvažnija razlika je metalnost. U astronomiji „metali” označavaju sve elemente teže od helija. Prve generacije zvijezda nastajale su gotovo isključivo od vodika i helija, dok su današnje zvijezde nastale iz plina obogaćenog elementima koje su proizvele prethodne generacije zvijezda. To mijenja nekoliko stvari: Gubitak mase može biti znatno slabiji pri niskoj metalnosti. Zvjezdani vjetrovi ovise o elementima težim od helija, pa masivna zvijezda može zadržati više svoje mase do eksplozije. Konačna masa jezgre može biti drukčija, što utječe na samu eksploziju i na to hoće li ostatak biti neutronska zvijezda ili crna rupa. Kemijski sastav izbačenog materijala razlikuje se od onoga kod današnjih supernova, što je ključno za… Čitaj više »