Odkryto bliski Ziemi układ gwiazd, które eksplodują jako supernowa jaśniejsza na niebie niż Księżyc

Naukowcy z Uniwersytetu w Warwick dokonali przełomowego odkrycia, które rzuca nowe światło na przyszłość naszej galaktyki. W odległości zaledwie 159 lat świetlnych od Ziemi zidentyfikowano układ podwójnych gwiazd, który według badań opublikowanych 5 kwietnia 2025 roku w prestiżowym czasopiśmie Nature Astronomy, jest skazany na spektakularną zagładę.

System oznaczony skomplikowaną nazwą WDJ181058.67+311940.94 składa się z dwóch białych karłów, których łączna masa wynosi około 1,56 masy Słońca. To kluczowy szczegół, ponieważ przekracza tak zwany limit Chandrasekhara wynoszący 1,4 masy Słońca, co czyni przyszłą eksplozję nieuniknioną. Obecnie te kosmiczne obiekty krążą wokół siebie w zaledwie 14 godzin, znajdując się wyjątkowo blisko - w odległości stanowiącej jedynie 1/60 dystansu między Ziemią a Słońcem.

To pierwszy odkryty układ tego typu, którego łączna masa przekracza limit Chandrasekhara i który powinien połączyć się w czasie porównywalnym z wiekiem Wszechświata. Daje to naukowcom bezprecedensową możliwość obserwacji procesu, który prowadzi do powstawania supernowych typu Ia.

Szczegółowe analizy wskazują, że orbita tych gwiazd będzie się stopniowo zmniejszać na skutek emisji fal grawitacyjnych. Za około 22,6 miliarda lat - z dokładnością plus minus jeden miliard lat - dojdzie do ich połączenia i gigantycznej eksplozji. Proces ten będzie niezwykle złożony i przyjmie formę tak zwanej poczwórnej detonacji, gdy najpierw eksploduje zewnętrzna warstwa jednej gwiazdy, następnie jej jądro, a powstała fala uderzeniowa wywoła podwójną eksplozję drugiej gwiazdy.

Najbardziej spektakularnym aspektem tego zjawiska będzie jego jasność. Supernowa osiągnie magnitudo wizualne około -16,1, co oznacza, że będzie około 23 razy jaśniejsza niż pełnia Księżyca. Dla hipotetycznych obserwatorów na przyszłej Ziemi (o ile ludzkość lub jej następcy będą jeszcze istnieć) będzie to widok zapierający dech w piersiach - niezwykle jasny punkt świetlny widoczny nawet w ciągu dnia.

Image

Symulacje przeprowadzone przez zespół badawczy wskazują, że energia eksplozji wyniesie około 1,2 × 10⁵¹ ergów. W jej wyniku zostanie wyrzucone około 0,13 masy Słońca pierwiastków z grupy żelaza oraz 0,10 masy Słońca radioaktywnego niklu-56. Po eksplozji nie pozostanie żaden związany resztek - obie gwiazdy zostaną całkowicie zniszczone.

Odkrycie ma fundamentalne znaczenie dla naszego rozumienia ewolucji gwiazd i powstawania supernowych typu Ia. Tego rodzaju supernowe są kluczowe dla astronomii jako tak zwane "standardowe świece" - obiekty o znanej jasności absolutnej, które pozwalają naukowcom mierzyć odległości w kosmosie. Dopiero teraz zyskujemy bezpośrednie dowody na jeden z proponowanych mechanizmów ich powstawania - model podwójnie zdegenerowany, w którym dwa białe karły łączą się, prowadząc do eksplozji.

Badania sugerują również, że tempo powstawania podobnych układów podwójnych białych karłów o masie przekraczającej limit Chandrasekhara wynosi co najmniej 6,0 × 10⁻⁴ rocznie. Szacowana liczba supernowych typu Ia wynikających z takich systemów w Drodze Mlecznej to około 4,4 × 10⁻⁵ rocznie. Oznacza to, że w naszej galaktyce może istnieć więcej takich układów niż wcześniej przypuszczano.

Odkrycie to otwiera nowe możliwości badań nad dynamiką gwiazd i falami grawitacyjnymi. Choć eksplozja nastąpi za miliardy lat, już teraz dostarcza cennych informacji o procesach zachodzących w naszej galaktyce.

System WDJ181058.67+311940.94 będzie teraz przedmiotem intensywnych badań, które mogą pomóc w lepszym zrozumieniu mechanizmów rządzących ewolucją gwiazd i strukturą Wszechświata. Naukowcy planują również poszukiwania podobnych układów podwójnych, co może prowadzić do kolejnych fascynujących odkryć w nadchodzących latach.

Mimo że żaden z nas nie dożyje momentu tej kosmicznej eksplozji, odkrycie przypomina nam o dynamicznej naturze kosmosu i nieustannych przemianach zachodzących w pozornie statycznym niebie nad naszymi głowami.