„Byli jsme ohromeni“: Vědci používající teleskop Jamese Webba možná objevili nejstarší supernovu ve známém vesmíru
Astronomové používající Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) možná objevili nejvzdálenější supernovu ve vesmíru. K této hvězdné explozi, kterou hostí velmi slabá galaxie, došlo, když byl vesmír starý pouhých 730 milionů let.
Kromě přidání nového potenciálního záznamu k JWST’s už tak působivý seznamtato detekce poskytuje pohled na původ superbright gama záblesk pozorován v březnu. Tyto náhlé, krátkodobé výbuchy gama záření patří mezi nejsilnější exploze ve vesmíru.
Protože během první miliardy let vesmíru nebylo objeveno mnoho těchto vysokoenergetických událostí, byla to pro astronomy vzácná příležitost pochopit, jak se hvězdy a galaxie v raném vesmíru vyvíjejí.
Když dva výzkumné týmy zkoumaly vlastnosti tohoto gama záblesku, našly důkazy, že jej mohla vytvořit explodující hvězda na okraji vesmíru – což potvrzuje jednu z předpovědí týmu.
„Byli jsme ohromeni tím, že naše předpovědi fungovaly tak dobře a že jsme byli schopni prokázat, že JWST může vidět jednotlivé explodující hvězdy na tak extrémní vzdálenosti,“ Také Levanvedoucí autor jedné ze dvou prací a profesor na Radboud University v Nizozemsku a University of Warwick ve Spojeném království, řekl Live Science v e-mailu.
Obě nové studie byly publikovány 9. prosince v časopise Astronomie a astrofyzika.
Hon na stopy
Předpokládá se, že krátké záblesky gama, které trvají méně než dvě sekundy, pocházejí ze sloučení neutronových hvězd, ultrahustých zbytků mrtvých hvězd. Dlouhé záblesky gama naopak vznikají, když se masivní hvězdy zhroutí za vzniku neutronové hvězdy nebo a černá díra.
Počáteční dávka z GRB 250314A trvala přibližně 10 sekund, což jej pohodlně zařadilo do kategorie dlouhého trvání. Proto byli vědci zvědaví, zda byl záblesk gama záření způsoben supernovou – katastrofickou smrtí masivní hvězdy.
Přestože záblesky gama záření trvají jen několik sekund až minut, zanechávají za sebou dosvit – plynule slábnoucí světlo s energií nižší než gama záření (rentgenové, optické, rádiové a infračervené), které trvá několik dní. Vzhledem k tomu, že záblesky gama jsou tak krátké, většinu informací o nich prozradí jejich déle trvající dosvit.
Aby vědci potvrdili své předpovědi, museli oddělit světlo od dosvitu, supernovy a hostitelské galaxie. GRB 250314A produkoval detekovatelný infračervený a rentgenový dosvit, ale naštěstí zmizel v době, kdy JWST místo pozoroval o měsíce později. Proto se očekávalo, že tato záře bude příliš slabá na to, aby vysvětlila pozorované světlo, což naznačuje, že k ní přispěl jiný zdroj.
„To nám umožňuje oddělit (světlo z) galaxie a supernovu,“ řekl Levan. Pokud většinu světla produkovala hostitelská galaxie, pak by galaxie měla být velmi kompaktní a neobvykle starou galaxií s hvězdami, které vznikly téměř 200 milionů let po Velkém třesku.
„Byl by to zajímavý výsledek sám o sobě, protože nevidíme mnoho galaxií jako je tato, a zejména to není ten druh galaxie, u kterého byste očekávali, že v ní najdete záblesk gama záření,“ dodal.
Proto vlastnosti gama záblesku mohly být vysvětleny pouze supernovou, uzavřel tým.
Vzdálené dvojče
Jas supernovy závisí na tom, kolik radioaktivního materiálu je během exploze vyvrženo. To je zase určeno hmotností jádra hvězdy, když exploduje.
Z několika důvodů si astronomové myslí, že hvězdy byly v raném vesmíru mohl mít masivnější jádra než ty, které jsou dnes k vidění. Supernova spojená s GRB 250314A proto nabídla vzácnou příležitost studovat povahu hvězd raného vesmíru. Protože GRB 250314A byla možná první pozorovaná supernova, vědci ji porovnávali se supernovami pozorovanými v blízkém vesmíru. Překvapivě se ukázalo, že se nápadně podobá moderním hvězdným explozím.
„Může to být šance; koneckonců je to jen jeden objekt,“ řekl Levan. „Mohlo by to však také naznačovat, že explodující hvězdy (v raném vesmíru) – a tím i celková hvězdná populace – nejsou tak odlišné, jak si myslíme.“
Aby se potvrdilo, že se jedná o supernovu, výzkumníci stále potřebují znovu odhadnout, kolik pozorovaného světla pochází ze samotné supernovy a kolik pochází z dosvitu nebo hostitelské galaxie. Plánují provést následná pozorování příští rok po vyblednutí supernovy, což výrazně usnadní oddělení příspěvků z těchto různých zdrojů.
