Kosmiczne rodzeństwo Meduzy. Odkryto szczątki supernowej, która miała siostrę

Kiedy masywna gwiazda kończy życie jako supernowa, rozrywa się w jednym z najpotężniejszych pokazów we wszechświecie. Każda taka eksplozja jest wyjątkowa. Ale co, jeśli w jednym miejscu znajdziemy dwie naraz – nie przez przypadek, lecz dlatego, że urodziły się jako gwiezdne rodzeństwo? Taką właśnie zagadkę postawili przed sobą badacze analizujący dane z kosmicznego teleskopu Fermiego, a odpowiedź rzuca nowe światło na ewolucję najcięższych gwiazd.

Dwie chmury, jeden taniec

→ Czytaj też: Trzecia najjaśniejsza supernowa w historii. Co mówi nam o młodości Wszechświata?

W gwiazdozbiorze Bliźniąt astronomowie od dekad obserwują słynną Mgławicę Meduza (IC 443) – pozostałość po supernowej, która odcisnęła się w przestrzeni niczym świetlista sieć macek. Tuż obok niej znajduje się znacznie słabszy, rozmyty obłok o oznaczeniu G189.6+3.3. Dotąd traktowano go jako odrębny, niepowiązany obiekt. Teraz jednak zespół ze Stanford University i NASA Goddard ma mocne argumenty, że oba obłoki mogą być pozostałościami po dwóch gwiazdach, które kiedyś krążyły razem jako układ podwójny.

Wyniki opublikowane w Scientific American opierają się na 16 latach obserwacji prowadzonych przez kosmiczne obserwatorium promieniowania gamma Fermi. Gdy masywna gwiazda eksploduje, jej fale uderzeniowe przyspieszają cząstki do prędkości bliskich światłu. Te cząstki zderzają się potem z otaczającym gazem, produkując promieniowanie gamma – najwyższy rejestr światła. Fermi wychwytuje te sygnały, odsłaniając ślady katastrof sprzed tysięcy lat.

Tysiące lat w mgnieniu gamma

→ Czytaj też: Skąd się biorą neutrina wysokich energii? Zagadka, która wciąż czeka na rozwiązanie

„Jest tak wiele uderzających powiązań między tymi dwiema pozostałościami” – mówi Miltiadis Michailidis, stażysta podoktorski na Wydziale Fizyki Stanforda, w oświadczeniu cytowanym przez redakcję. Badacze zwrócili uwagę, że obie struktury wydają się oddziaływać z tymi samymi gęstymi chmurami gazu międzygwiazdowego. Modelowanie komputerowe potwierdziło, że ich ułożenie nie jest dziełem przypadku – obliczono, iż prawdopodobieństwo takiego układu przy założeniu losowości wynosi mniej niż 1 procent.

Co więcej, dane wskazują, że oba obłoki znajdują się w podobnej odległości od Ziemi. To kolejna poszlaka. Gdyby dwa niezależne wybuchy supernowych pojawiły się w jednym miejscu przypadkiem, mielibyśmy do czynienia z kosmicznym zbiegiem okoliczności o skali niespotykanej w dotychczasowych katalogach.

Siostry, które umarły razem

Elizabeth Hays, naukowczyni projektu Fermi w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda, podkreśla wagę odkrycia: „Możemy teraz połączyć świecące pozostałości dwóch masywnych gwiazd z potężną parą, która ewoluowała razem przez tysiące lat”. To pierwszy znany przypadek układu podwójnego, w którym oba składniki zakończyły życie jako supernowe, zostawiając po sobie detektowalne ślady.

Scenariusz, który rysują badacze, jest dramatyczny. Miliony lat temu dwie masywne gwiazdy okrążały wspólny środek ciężkości. Pierwsza eksplodowała, odrzucając prawdopodobnie swoją towarzyszkę w przestrzeń niczym kosmiczną procę. Samotna gwiazda dryfowała przez dziesiątki tysięcy lat, by ostatecznie sama ulec tym samym gwałtownym procesom. W efekcie obłoki IC 443 i G189.6+3.3 mogą być dwoma rozdziałami tej samej historii, pisanymi w odstępie tysiącleci. Potwierdzenie tej hipotezy uczyniłoby z nich nieocenione laboratorium do badania ewolucji masywnych układów podwójnych i źródeł najwyżej energetycznych cząstek we wszechświecie.

Co dalej z kosmicznym rodzeństwem?

Choć dowody są mocne, naukowcy zachowują ostrożność. Kluczowe będą dalsze obserwacje w innych długościach fali – od radiowych po rentgenowskie – które pozwolą precyzyjniej określić odległości i wzajemne oddziaływania obu obłoków. Jeśli te się potwierdzą, Mgławica Meduza przestanie być samotną osobliwością, a stanie się połową układanki, która odsłania mechanizmy jednych z najpotężniejszych zjawisk w kosmosie. Wszechświat po raz kolejny przypomina nam, że nawet najjaśniejsze gwiazdy rzadko wędrują samotnie. Ich śmierć też bywa wspólna.