Turun yliopiston johtamassa tutkimuksessa havaittiin supernovana räjähtänyt tähti, joka laajentaa ymmärrystämme suurimassaisten tähtien kehityksen myöhäisistä vaiheista.
Supernovaräjähdyksiä syntyy, kun massiiviset tähdet kuolevat. Supernovassa havaittavat alkuaineet antavat viitteitä siitä, millainen kuolevan tähden koostumus on ollut räjähdyshetkellä.
– Tähdet ovat hehkuvia kaasupalloja, jotka koostuvat enimmäkseen luonnon kevyimmästä alkuaineesta, eli vedystä. Tähtien loiste syntyy atomiytimien fuusioreaktiossa luoden raskaampia alkuaineita ja energiaa, kertoo Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen akatemiatutkija Hanindyo Kuncarayakti.
Noin kahdeksan kertaa Auringon massaisilla tai sitä suuremmilla tähdillä on sipulinkuoria muistuttava rakenne, sisältäen eri alkuaineista koostuvia kerroksia. Näissä kerroksissa on vetyä raskaampia alkuaineita, kuten heliumia, hiiltä ja happea.
– Elämänsä aikana tällainen tähti voi menettää jopa suurimman osan massastaan. Yleisin syy tälle on ilmiö, jota kutsutaan tähtituuleksi. Auringossa huomattavasti vähäisemmässä määrin tapahtuvaa kaasuvirtausta taas kutsutaan aurinkotuuleksi. Jotkut tähdet menettävät massaansa hyvin voimakkaasti, jolloin niiden vetykuori voi hävitä kokonaan paljastaen tähden sisäkerrokset. Tähden menettämä kaasu saattaa jäädä tähden ympärillä olevaksi aineeksi, Kuncarayakti sanoo.
Tähtitieteilijät ovat aiemmin havainneet supernovia, joissa on runsaasti tähden ympärillä olevaa ainetta, joka sisältää vetyä ja heliumia. Hiilestä ja hapesta koostuvaa tähden ympärillä olevaa ainetta on puolestaan supernovissa havaittu ensimmäisen kerran vasta vuonna 2021. Nämä supernovat edustavat tapauksia, joissa tähdet ovat ennen räjähdystään menettäneet eri määrissä ulkokuorensa ja kerryttäneet ympärilleen ainetta alkaen niiden kevyimmästä ja uloimmasta alkuaineesta, eli vedystä.
Kuncarayaktin johtama tutkijaryhmä on löytänyt supernovan, joka laajentaa käsitystämme suurimassaisten tähtien kokemasta massan menetyksestä. Tutkijat havaitsivat supernovaa SN 2021ocs Euroopan eteläisen observatorion (ESO) Chilessä sijaitsevan VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) avulla.
– Supernovan spektri oli jotain, mitä emme ole ennen nähneet. Siinä oli vahvoja hapen ja magnesiumin spektriviivoja. Supernova pysyi lisäksi kirkkaana epätavallisen pitkään ja oli väriltään harvinaisen sininen, Kuncarayakti kertoo.
Tutkijoiden havainnot viittaavat siihen, että SN 2021ocs:n räjähdyksestä peräisin oleva happi- ja magnesiumpitoinen laajeneva kaasu olisi törmännyt tähteä ympäröivään aineeseen. Kyseinen aine on todennäköisesti muodostunut tähden ympärille vain noin 1000 päivää ennen supernovaräjähdystä. Tutkimuksessa tehdyt havainnot antavat siten aikakoneen tavoin tietoa kuolevan tähden viimeisistä vaiheista vain hieman ennen sen räjähdystä.
– Havaitsemalla uuden tyyppisiä supernovia saamme arvokasta tietoa suurimassaisten tähtien myöhäisistä kehityksen vaiheista. Tämä taas tuo uusia haasteita teorialle tähtien kehityksestä, tutkimukseen osallistunut Turun yliopiston tähtitieteen professori Seppo Mattila toteaa.
Tutkimus on julkaistu arvostetussa Astrophysical Journal Letters -sarjassa.
