Harvinainen supernovaräjähdys saattoi tuhota jättiläistähden kokonaan

Tähtitieteilijät ovat saattaneet havaita yhden tähän mennessä selvimmistä esimerkeistä harvinaisesta pair-instability-supernovasta, jossa hyvin massiivinen tähti tuhoutuu kokonaan jättämättä jälkeensä tiivistä jäännöstä. SN 2023vbw havaittiin ensimmäisen kerran lokakuussa 2023 noin 1,3 miljardin valovuoden päässä sijaitsevan pienen ja metalliköyhän kääpiögalaksin laitamilla.

Alustava luokitus ei riittänyt

SN 2023vbw luokiteltiin aluksi tyypin II supernovaksi. Tällainen räjähdys syntyy, kun massiivinen tähti kuluttaa ydinpolttoaineensa loppuun, romahtaa painovoiman vaikutuksesta ja räjähtää. Uudet havainnot ja mallinnukset kuitenkin osoittivat, että kohteen käyttäytyminen poikkesi tästä selityksestä usealla tavalla.

Keskeinen vihje löytyi valokäyrästä eli siitä, miten räjähdyksen kirkkaus muuttui ajan kuluessa. Tavallisen tyypin II supernovan kaltaisen kehityksen sijaan SN 2023vbw kirkastui alkuvaiheen jäähtymisen jälkeen tasaisesti ja saavutti kirkkaan huippunsa noin 190 päivän kohdalla. Sen jälkeen se himmeni nopeasti noin 190. ja 230. päivän välillä, minkä jälkeen kirkkaus jäi laskemaan hitaammin.

Energiaa tavallista enemmän

Räjähdyksen säteilemä kokonaisenergia oli noin kymmenkertainen tavalliseen tyypin II supernovaan verrattuna. Lisäksi sen lämpötila pysyi kirkastumisvaiheessa lähes vakiona, vaikka ulkokuori jatkoi laajenemistaan. Tämä viittaa voimakkaaseen ja jatkuvaan sisäiseen lämmönlähteeseen, jota tavallisissa tyypin II supernovissa ei yleensä tarvita selittämään havaintoja.

Kun supernova himmeni, tutkijat havaitsivat, että räjähdyksessä ulos sinkoutunut aine vuorovaikutti kiekkomaisen ainekuoren kanssa, jonka tähti oli muodostanut ympärilleen ennen kuolemaansa. Valokäyrän mallinnus viittasi siihen, että räjähdyksen lähteenä oli poikkeuksellisen massiivinen sininen jättiläistähti.

Mahdollinen syntytapa

Tutkimusryhmän arvion mukaan räjähdyksessä ulos sinkoutuneen aineen massa oli 170–350 Auringon massaa. Ryhmä ehdottaa, että sininen jättiläistähti saattoi syntyä kahden massiivisen tähden sulautuessa kaksoistähtijärjestelmässä. Harvinaista räjähdystä kuvaava tutkimus on julkaistu arXiv-sivustolla, mutta sitä ei ole vielä vertaisarvioitu, joten tulkinta voi tarkentua myöhemmässä arvioinnissa.