Po raz pierwszy astronomowie bezpośrednio zaobserwowali falę uderzeniową powstałą w wyniku eksplozji supernowej, która przebiła się przez powierzchnię umierającej gwiazdy, ukazując niezwykle symetryczny proces. Przez długi czas uchwycenie tej ulotnej chwili było trudne ze względu na rzadkość bezpośrednich obserwacji supernowych w ich wczesnych stadiach oraz niewystarczającą moc teleskopów.
Kiedy 10 kwietnia 2024 r. w galaktyce spiralnej NGC 3621 eksplodowała supernowa 2024ggi, do pracy zabrał się międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez Yi Yanga z Uniwersytetu Tsinghua w Pekinie. Ta stosunkowo bliska supernowa – znajdująca się około 22 milionów lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Hydry – stwarzała rzadką okazję. W ciągu 26 godzin od pierwszego odkrycia przez sieć ATLAS (Asteroid-Terrastron Last Warning Signal) zespół uzyskał czasy obserwacji z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile.
Ta szybka reakcja była kluczowa. Gwiazdą biorącą udział w eksplozji był gigantyczny czerwony nadolbrzym o masie 12–15 mas Słońca. Gwiazdom tym w końcu kończy się paliwo jądrowe, powodując zapadnięcie się jądra i wywołanie ogromnej eksplozji zwanej supernową. Jednak ze względu na ogromne rozmiary gwiazdy (około 500 razy szersze od naszego Słońca) fala uderzeniowa wytworzona w wyniku tej implozji potrzebowała około jednego dnia, aby przebyć poza widoczną powierzchnię gwiazdy.
Jak wyjaśnia astronom Dietrich Baade z ESO: „Pierwsze obserwacje VBT uchwyciły fazę, w której materia przyspieszona przez eksplozję w pobliżu centrum gwiazdy przedarła się przez jej powierzchnię”. To cenne okno obserwacyjne umożliwiło zespołowi jednoczesne badanie geometrii eksplodującej gwiazdy i otaczającej ją materii.
To, co zobaczyli, było spłaszczonym kształtem, przypominającym oliwkę lub winogrono, rozprzestrzeniającym się symetrycznie na zewnątrz, a nawet zderzającym się z pierścieniem materii międzygwiazdowej wyrzuconej wcześniej przez umierającą gwiazdę. Ta symetria jest sprzeczna z niektórymi dominującymi modelami teoretycznymi, które przewidują absorpcję neutrin przez falę uderzeniową, prowadzącą do wysoce asymetrycznych eksplozji.
Zespół sugeruje, że za każdą późniejszą asymetrię obserwowaną na późniejszych etapach rozwoju supernowej mogą odpowiadać potężne pola magnetyczne. Wyniki badania udoskonalą naszą wiedzę na temat ewolucji gwiazd i mechanizmów kontrolujących te katastrofalne zdarzenia kosmiczne.
Bezpośrednie obserwacje kształtu i symetrii tej fali uderzeniowej dostarczają astronomom ważnych wskazówek na temat tego, w jaki sposób masywne gwiazdy ostatecznie spotykają swój ognisty upadek.
