Webb uchwycił odległą supernową SN 2023aeaf z młodego kosmosu

Supernową SN 2023aeaf zaobserwowano w ramach przeglądu COSMOS-Web, który wykorzystuje wyjątkową czułość teleskopu Jamesa Webba. Analiza potwierdziła, że promieniowanie z tej eksplozji wędrowało do nas około 11,7 mld lat. W praktyce oznacza to, że rejestrowane zjawisko pochodzi z bardzo wczesnego etapu historii kosmosu, gdy był on jeszcze relatywnie młody.

Kluczowe było rozstrzygnięcie, jaki charakter miał wybuch. Zespół badaczy przeanalizował krzywą blasku oraz to, jak w czasie zmieniała się barwa obiektu, a następnie zestawił wyniki z modelami teoretycznymi. Zebrane dane wskazały na supernową typu II — typowy finał życia masywnych gwiazd, w którym żelazowe jądro ulega zapadnięciu pod własnym ciężarem w ostatniej fazie ewolucji gwiazdy.

Osobno przyjrzano się galaktyce, w której doszło do eksplozji. Zidentyfikowano ją jako młodą, intensywnie rozwijającą się galaktykę karłowatą o niskiej zawartości cięższych pierwiastków. Takie środowiska są zgodne z warunkami panującymi w pierwszych miliardach lat istnienia Wszechświata i sprzyjają wybuchom masywnych gwiazd.

W interpretacji obserwacji pomogły symulacje komputerowe wykonane w oprogramowaniu STELLA. Wynika z nich, że krótko po wybuchu SN 2023aeaf była niezwykle gorąca i miała wyraźnie niebieską barwę. Taki obraz może pojawić się wtedy, gdy fala uderzeniowa zderza się z gazową powłoką otaczającą gwiazdę, wyrzuconą niedługo przed jej końcem. W kolejnych dniach obiekt stopniowo się schładzał, przechodząc w fazę plateau, charakterystyczną dla supernowych typu II.

Na podstawie dostępnych, lecz ograniczonych danych badacze sugerują, że progenitor miał masę około 12 razy większą od Słońca. Wskazano też, że gwiazdę otaczała powłoka o masie zbliżonej do połowy masy Słońca. Jednocześnie podkreślono, że niewielka liczba obserwacji wykonanych w różnych momentach nie pozwoliła odtworzyć wszystkich szczegółów przebiegu eksplozji z wysoką precyzją.

SN 2023aeaf zasiliła niewielką, ale stale rosnącą grupę supernowych zarejestrowanych przy przesunięciu ku czerwieni powyżej 3. Naukowcy zwracają uwagę, że zwiększenie liczby takich obserwacji jest kluczowe, by lepiej oszacować częstość tych wybuchów i zrozumieć, jak wpływały na tempo formowania się gwiazd we wczesnym Wszechświecie.