Aukštos skiriamosios gebos galaktikos, talpinančios ypač šviečiančią supernovą, modeliavimas ir jos chaotiška aplinka ankstyvojoje Visatoje. Kreditas: Adrianas Malecas ir Marie Martig (Swinburne universitetas)
Kai kurios ankstyviausios žvaigždės buvo masyvios ir trumpalaikės, joms buvo lemta baigti gyvenimą didžiuliais sprogimais. Astronomai aptiko keletą ankstyviausių ir tolimiausių šių sprogstamųjų žvaigždžių, vadinamų „ypač šviečiančiomis“ supernovomis. Žvaigždžių sprogimai yra 10–100 kartų ryškesni nei kitų tipų supernovos. Duetas užfiksuoja tolimiausios dar aptiktos supernovos rekordą ir siūlo įkalčių apie pačią ankstyviausią Visatą.
„Šių supernovų šviesoje yra išsami informacija apie Visatos pradžią tuo metu, kai kelios pirmosios žvaigždės vis dar kondensuojasi iš vandenilio ir helio, kurį sukuria Didysis sprogimas“, - sakė daktaras Jeffrey Cooke, astrofizikas iš Svinburno technologijos universitetas Australijoje, kurio komanda padarė atradimą.
Komanda panaudojo duomenų iš Kanados, Prancūzijos ir Havajų teleskopo ir „Keck 1“ teleskopo, esančių Havajuose, derinį.
„Supernovų tipai, kuriuos aptikome, yra labai reti“, - teigė Cooke'as. „Tiesą sakant, tik vienas buvo atrastas prieš mūsų darbą. Šis ypatingas supernovų tipas atsiranda dėl labai didžiulės žvaigždės (maždaug 100–250 kartų daugiau nei mūsų Saulės masė) mirties ir sprogsta visiškai kitaip, palyginti su kitomis supernovomis. Šių įvykių atradimas ir tyrimas suteikia mums stebimų pavyzdžių, leidžiančių geriau suprasti juos ir chemines medžiagas, kurias jie išmeta į Visatą mirdami. “
Itin šviesios supernovos buvo atrastos tik prieš kelerius metus, ir yra retos netoliese esančioje Visatoje. Jų kilmė nėra gerai suprantama, tačiau manoma, kad nedidelis jų pogrupis įvyksta, kai ypač masyvios žvaigždės, 150–250 kartų masyvesnės už mūsų Saulę, patiria branduolinį sprogimą, kurį sukelia fotonų pavertimas elektronų-pozitronų poromis. Šis procesas yra visiškai kitoks, palyginti su visomis kitomis supernovų rūšimis. Tikimasi, kad tokie įvykiai bus dažnesni ankstyvojoje Visatoje, kai masyvesnės žvaigždės buvo dažnesnės.
Tai ir nepaprastas šių įvykių ryškumas paskatino Cooke'ą ir jo kolegas ieškoti ypač šviečiančių supernovų raudonaisiais poslinkiais, z, didesniais nei 2, kai Visata buvo mažesnė nei ketvirtadalis jos dabartinio amžiaus.
„Mes panaudojome LRIS (mažos skiriamosios gebos vaizdo gavimo spektrometrą)„ Keck I “, kad gautume gilią spektroskopiją, kad patvirtintume pagrindinio kompiuterio raudonuosius poslinkius ir ieškotume vėlyvojo spinduliavimo iš supernovų“, - teigė Cooke'as. Pradiniai aptikimai buvo rasti CFHT Legacy Survey Deep laukuose. Šviesa iš supernovų čia į Žemę atkeliavo prieš 4–6 metus. Norėdami patvirtinti jų atstumus, turime gauti jų priimančių galaktikų spektrą, kuris yra labai silpnas dėl jų kraštutinio atstumo. Didelė Keck diafragma ir didelis LRIS jautrumas leido tai padaryti. Be to, kai kurios supernovos pasižymi pakankamai ryškiomis emisijos savybėmis, kurios išlieka ilgus metus po sprogimo. Giluminio Keko spektroskopija gali aptikti šias linijas kaip dar vieną patvirtinimo ir tyrimo būdą. “
Kukas ir kolegos ieškojo per didelį Visatos tūrį, kai z yra lygus arba lygus 2, ir rado dvi ypač šviečiančias supernovas, kurių raudonasis poslinkis yra 2,05 ir 3,90 - sulaužydamas ankstesnį supernovos raudonojo poslinkio rekordą - 2.36 ir numanydamas produkciją. Superšviečiančių supernovų greitis šiais raudonaisiais poslinkiais yra bent 10 kartų didesnis nei netoliese esančioje Visatoje. Nors šių dviejų objektų spektrai neleidžia manyti, kad jų pirmtakai buvo tarp pirmosios žvaigždės kartos, dabartiniai rezultatai rodo, kad tų žvaigždžių aptikimas gali būti toli nuo mūsų suvokimo.
Pirmųjų žvaigždžių aptikimas leidžia mums daug geriau suprasti pirmąsias žvaigždes Visatoje, sakė Cooke'as.
„Netrukus po Didžiojo sprogimo Visatoje buvo tik vandenilis ir helis“, - sakė jis. „Visi kiti elementai, kuriuos šiandien matome aplink mus, tokie kaip anglis, deguonis, geležis ir silicis, buvo gaminami žvaigždžių šerdies ar supernovų sprogimų metu. Pirmosios žvaigždės, susiformavusios po Didžiojo sprogimo, padėjo pagrindą ilgajam Visatos praturtėjimo procesui, kuris galiausiai sukūrė įvairius galaktikų, žvaigždžių ir planetų rinkinius, kuriuos šiandien matome aplink mus. Mūsų atradimai tiria ankstyvą Visatos laiką, kuris sutampa su laiku, kurį tikimės išvysti pirmąsias žvaigždes. “
Šaltiniai: Kecko observatorija, Gamta
