Ova slika, snimljena pomoću ESO-ovog Veoma velikog teleskopa (VLT), prikazuje ostatke supernove SNR 0509-67.5. To su ostaci zvezde u širenju koja je eksplodirala pre stotina godina u dvostrukoj detonaciji – prvi fotografski dokaz da zvezde mogu da umru sa dve eksplozije.   Podaci su snimljeni pomoću instrumenta Multi-Unit Spektroskopski Eksplorer (MUSE) na VLT-u. MUSE omogućava astronomima da mapiraju distribuciju različitih hemijskih elemenata, ovde prikazanih u različitim bojama. Kalcijum je prikazan plavom bojom i raspoređen je u dve koncentrične ljuske. Ova dva sloja ukazuju na to da je sada mrtva zvezda eksplodirala sa dvostrukom detonacijom. Vodonik (H alfa) je prikazan narandžastom bojom.   Izvor: ESO/P. Das i dr. Zvezde u pozadini (Habl): K. Nol i dr.

Po prvi put, astronomi su dobili vizuelne dokaze da je neka zvezda završila svoj život dvostrukom detonacijom. Proučavajući vekovne ostatke supernove SNR 0509-67.5 pomoću Veoma velikog teleskopa Evropske južne opservatorije (ESO VLT), naučnici su identifikovali obrasce koji potvrđuju da je zvezda pretrpela dve eksplozije. Ovo otkriće, objavljeno danas, donosi novo razumevanje nekih od najmoćnijih eksplozija u Univerzumu.

Većina supernova su eksplozivne smrti masivnih zvezda, ali jedna važna vrsta potiče iz neočekivanog izvora. Beli patuljci – mala, „ugašena“ jezgra koja ostaju nakon što zvezde slične našem Suncu sagore svoje nuklearno gorivo – mogu proizvesti ono što astronomi nazivaju supernovom tipa Ia.

„Eksplozije belih patuljaka igraju ključnu ulogu u astronomiji“, kaže Prijam Das, doktorand na Univerzitetu Novog Južnog Velsa u Kanberi, Australija, koji je predvodio studiju o supernovi SNR 0509-67.5 objavljenu danas u časopisu Nature Astronomy. „Veliki deo našeg znanja o širenju Univerzuma zasniva se na supernovama tipa Ia, a one su i glavni izvor gvožđa na Zemlji — uključujući i ono u našoj krvi. Ipak, mehanizam koji izaziva njihovu eksploziju dugo je ostajao nerešena zagonetka.“

Svi modeli koji objašnjavaju supernove tipa Ia počinju sa belim patuljkom u binarnom sistemu. Ako se nalazi dovoljno blizu svoje prateće zvezde, beli patuljak može početi da privlači materiju sa nje. Prema najpoznatijoj teoriji, kada masa koju prikupi dostigne određeni prag (tzv. Čandrasekarova granica), dolazi do eksplozije. Međutim, novija istraživanja sugerišu da bi bar neke supernove tipa Ia mogle nastati i pre dostizanja te mase — putem dvostruke detonacije.

Astronomi su sada uspeli da snime sliku koja potvrđuje ovu hipotezu: da neke supernove tipa Ia zaista eksplodiraju mehanizmom „dvostruke detonacije“. U ovom alternativnom modelu, beli patuljak akumulira sloj helijuma sa svoje zvezdane saputnice. Taj helijumski omotač može postati nestabilan i eksplodirati, izazivajući udarni talas koji pokreće drugu, glavnu eksploziju u samom jezgru zvezde — što rezultira supernovom.

Do sada nije bilo direktnih vizuelnih dokaza o ovakvoj dvostrukoj detonaciji. Nedavne simulacije su predvidele da bi taj proces ostavio jedinstveni obrazac — nešto poput otiska prsta — u preostalim gasovima supernove, vidljivima vekovima nakon eksplozije. Konkretno, očekivalo se postojanje dve koncentrične ljuske bogate kalcijumom.

Astronomi su sada otkrili upravo takav obrazac. Ivo Zajtencal, koji je predvodio posmatranja i u vreme istraživanja bio u Institutu za teorijske studije u Hajdelbergu (Nemačka), kaže da ovi rezultati predstavljaju „jasan dokaz da beli patuljci mogu eksplodirati i pre nego što dostignu čuvenu Čandrasekarovu granicu, te da se dvostruka detonacija zaista dešava u prirodi“. Tim je pomoću instrumenta MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) na ESO-ovom VLT teleskopu detektovao slojeve kalcijuma (na slici prikazane plavom bojom) u ostatku supernove SNR 0509-67.5. To daje snažan dokaz da supernova tipa Ia može nastati i pre nego što beli patuljak dostigne kritičnu masu.

Supernove tipa Ia izuzetno su važne za astronomiju jer imaju dosledan sjaj, pa se koriste kao „kosmička merná traka“ za određivanje udaljenosti u svemiru. Upravo su pomoću ovih supernova astronomi otkrili da se Univerzum ubrzano širi — otkriće nagrađeno Nobelovom nagradom za fiziku 2011. godine. Razumevanje načina na koji eksplodiraju pomaže da se objasni zašto im je sjaj toliko predvidljiv.

Das ističe i ličnu motivaciju za proučavanje ovih eksplozija: „Ovaj opipljivi dokaz dvostruke detonacije ne samo da rešava dugogodišnju misteriju, već pruža i vizuelni spektakl“, kaže on, opisujući supernovu kao „prelepo slojevitu strukturu“. Za njega je „razotkrivanje unutrašnjih procesa tako spektakularne kosmičke eksplozije izuzetno zadovoljavajuće“.