En supernova är den katastrofala explosionen av en stjärna. Speciellt termonukleära supernovor signalerar fullständig förstörelse av en vit dvärgstjärna och lämnar ingenting efter sig. Det var åtminstone vad modeller och observationer föreslog.

Så när ett team av astronomer gick för att titta på platsen för den säregna termonukleära supernovan SN 2012Z med rymdteleskopet Hubble, blev de chockade när de upptäckte att stjärnan hade överlevt explosionen. Den hade inte bara överlevt – stjärnan var ännu ljusare efter supernovan än den hade varit tidigare.

Första författaren Curtis McCully, en postdoktor vid UC Santa Barbara och Las Cumbres Observatory, publicerade dessa fynd i en artikel i The Astrophysical Journal och presenterade dem på en presskonferens vid det 240:e mötet i American Astronomical Society. De förbryllande resultaten ger oss ny information om ursprunget till några av de vanligaste men mystiska explosionerna i universum.

Dessa termonukleära supernovor, även kallade supernovor av typ Ia, är några av de viktigaste verktygen i astronomernas verktygssatser för att mäta kosmiska avstånd. Från och med 1998 visade observationer av dessa explosioner att universum har expanderat i en ständigt accelererande hastighet. Detta tros bero på mörk energi, vars upptäckt vann Nobelpriset i fysik 2011.

Även om de är mycket viktiga för astronomi, är ursprunget till termonukleära supernovor dåligt förstådda. Astronomer är överens om att de är förstörelsen av vita dvärgstjärnor - stjärnor som är ungefär samma massa som solen packad i jordens storlek. Vad som får stjärnorna att explodera är okänt. En teori hävdar att den vita dvärgen stjäl materia från en sällskapsstjärna. När den vita dvärgen blir för tung antänds termonukleära reaktioner i kärnan och leder till en skenande explosion som förstör stjärnan.

SN 2012Z var en märklig typ av termonukleär explosion, ibland kallad en Type Iax supernova. De är de svagare, svagare kusinerna till den mer traditionella typ Ia. Eftersom de är mindre kraftfulla och långsammare explosioner, har vissa forskare teoretiserat att de är misslyckade supernovor av typ Ia. De nya observationerna bekräftar denna hypotes.

2012 upptäcktes supernovan 2012Z i den närliggande spiralgalaxen NGC 1309, som hade studerats på djupet och fångats i många Hubble-bilder under åren fram till 2012Z. Hubble-bilder togs 2013 i ett samlat försök att identifiera vilken stjärna på de äldre bilderna som motsvarade stjärnan som hade exploderat. Analysen av dessa data 2014 var framgångsrik - forskare kunde identifiera stjärnan vid den exakta positionen för supernovan 2012Z. Detta var första gången som stamstjärnan till en vit dvärgsupernova hade identifierats.

"Vi förväntade oss att se en av två saker när vi fick den senaste Hubble-datan," sa McCully. "Antingen skulle stjärnan ha försvunnit helt, eller så hade den fortfarande funnits där, vilket betyder att stjärnan vi såg på bilderna före explosionen inte var den som exploderade. Ingen förväntade sig att se en överlevande stjärna som var ljusare . Det var ett riktigt pussel."

McCully och teamet tror att den halvexploderade stjärnan blev ljusare eftersom den blåste upp till ett mycket större tillstånd. Supernovan var inte tillräckligt stark för att blåsa bort allt material, så en del av det föll tillbaka till vad som kallas en bunden rest. Med tiden förväntar de sig att stjärnan långsamt återgår till sitt ursprungliga tillstånd, bara mindre massiv och större. Paradoxalt nog, för vita dvärgstjärnor, ju mindre massa de har, desto större är de i diameter.

"Den här stjärnan som överlever är lite som Obi-Wan Kenobi kommer tillbaka som ett kraftspöke i Star Wars", säger medförfattaren Andy Howell, adjungerad professor vid UC Santa Barbara och senior forskare vid Las Cumbres Observatory. "Naturen försökte slå ner den här stjärnan, men den kom tillbaka kraftfullare än vi hade kunnat föreställa oss. Det är fortfarande samma stjärna, men tillbaka i en annan form. Den överträffade döden."

I decennier trodde forskare att supernovor av typ Ia exploderar när en vit dvärgstjärna når en viss gräns i storlek, kallad Chandrasekhar-gränsen, cirka 1,4 gånger solens massa. Den modellen har fallit något i onåd under de senaste åren, eftersom många supernovor har visat sig vara mindre massiva än så här, och nya teoretiska idéer har indikerat att det finns andra saker som får dem att explodera. Astronomer var inte säkra på om stjärnor någonsin kom nära Chandrasekhar-gränsen innan de exploderade. Studieförfattarna tror nu att denna tillväxt till den yttersta gränsen är precis vad som hände med SN 2012Z.

"Konsekvenserna för supernovor av typ Ia är djupgående", säger McCully. "Vi har funnit att supernovor åtminstone kan växa till det yttersta och explodera. Ändå är explosionerna svaga, åtminstone ibland. Nu måste vi förstå vad som får en supernova att misslyckas och bli en Type Iax, och vad som gör en sådan. framgångsrik som typ Ia." + Utforska vidare

Bild:Hubble fångar de strimlade resterna av en kosmisk explosion