Supernova din 1181 a lăsat noduri de gaz de 10 ori mai largi decât orbita lui Neptun

Dârele luminoase care țâșnesc din Pa 30 ca un artificiu înghețat nu sunt deloc dâre. Noile imagini de la telescopul Gemini North din Hawaii arată că fiecare filament este un lanț de noduri de gaz înșirate ca niște perle, iar fiecare nod este suficient de lat pentru a cuprinde orbitele tuturor celor opt planete de aproximativ zece ori.

Asta contează deoarece Pa 30 este singurul loc din galaxia noastră unde astronomii pot studia resturile unei explozii stelare rare, pe jumătate eșuate, cu supraviețuitoarea încă în interiorul ei. Nodurile sunt prima privire atentă asupra modului în care aceste resturi s-au desprins, iar poziția stelei indică faptul că explozia a fost mult mai uniformă decât majoritatea supernovelor.

Pa 30 este probabil rămășița unei „stele invitate” pe care astronomii din China și Japonia medievală, împreună cu surse arabe, au văzut-o strălucind în constelația Cassiopeia. Astăzi, nebuloasa arată ca un cap de păpădie: o sferă de filamente radiale în jurul unei stele centrale extrem de fierbinți. Noile observații, conduse de Tim Cunningham de la Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian și Ilaria Caiazzo de la Institute of Science and Technology Austria (ISTA), dezvăluie de aproximativ zece ori mai multe dintre aceste filamente decât orice imagine anterioară.

„Regiunea planetară a sistemului nostru solar ar încăpea în fiecare nod de aproximativ zece ori, cu loc de rezervă”, a spus Caiazzo. „Nodurile sunt izbitor de uniforme. Abia așteptăm să încercăm să le modelăm.”

Cum a scos Gemini North nodurile din lumina stelară

Echipa a folosit spectrograful multi-obiect Gemini (GMOS) de pe Gemini North, care se află la peste 4.200 de metri altitudine pe Maunakea. În loc să colecteze toată lumina vizibilă, au folosit filtre cu bandă îngustă care lasă să treacă doar strălucirea anumitor atomi: sulf ionizat, care strălucește în roșu, și oxigen dublu ionizat, care strălucește în albastru-verde. Blocând tot ce nu interesează, gazul slab devine vizibil pe fundalul aglomerat de stele din spate.

În lumina sulfului, numărul de filamente detectate a crescut cu aproximativ un ordin de mărime comparativ cu studiile anterioare. Privite atent, aceste filamente nu erau linii netede, ci cascade de noduri sau aglomerări. Imaginile în oxigen au adus un al doilea rezultat: prima confirmare că strălucirea difuză a oxigenului observată în imagini anterioare provine din aceleași filamente ca și sulful, nu dintr-un nor separat.

Măsurarea nodurilor a însemnat lucrul la limita a ceea ce permite atmosfera. Lățimea mediană a unui filament de sulf s-a dovedit a fi de 0,7 secunde de arc, doar puțin mai mare decât cei 0,5 secunde de arc ai estompării atmosferice din acea noapte. Acest mic exces indică faptul că filamentele sunt parțial rezolvate și implică un diametru tipic al nodurilor de aproximativ 10^16 centimetri, adică aproximativ 100 de miliarde de kilometri.

Pa 30 în cifre pe care le poți simți

Orbita lui Neptun are aproximativ 9 miliarde de kilometri în diametru, așa că un singur nod din Pa 30 se întinde pe mai mult de zece orbite alăturate. Asta înseamnă de aproximativ 670 de ori distanța dintre Pământ și Soare, iar nebuloasa este străbătută de lanțuri de astfel de noduri.

Pa 30 se află la aproximativ 7.500 de ani-lumină de Pământ. Pare îndepărtat, dar este mult mai aproape decât centrul Căii Lactee, la aproximativ 26.000 de ani-lumină distanță, iar această apropiere este tot motivul pentru care nodurile pot fi văzute. „Putem vedea atât de multe detalii datorită apropierii Pa 30 de Pământ”, a spus Caiazzo.

Steaua din inima nebuloasei, catalogată ca IRAS 00500+6713, arde la aproximativ 200.000 de grade Celsius, de peste 30 de ori mai fierbinte decât suprafața Soarelui. Ea produce un vânt de aproximativ 16.000 de kilometri pe secundă, peste 5% din viteza luminii. Supernova care a creat-o este una dintre doar cinci din Calea Lactee observate de pe Pământ înainte de inventarea telescopului.

Steaua care nu a primit niciodată un șut

Majoritatea supernovelor își distrug steaua sau lasă în urmă un cadavru compact. Pa 30 aparține unei clase mai rare, numită Tipul Iax: explozii termonucleare de energie scăzută, incomplete, care lasă un supraviețuitor avariat, poreclit „stea zombi”. Cercetătorii au propus că aceasta a început ca o coliziune între două pitice albe – rămășițele dense, de dimensiunea Pământului, ale stelelor care și-au consumat combustibilul. Pa 30 este singura rămășiță cunoscută de Tip Iax din Calea Lactee. Există câteva obiecte similare în alte galaxii, dar aceasta este singura unde telescoapele pot vedea supraviețuitoarea.

În exploziile dezechilibrate, steaua supraviețuitoare primește un „șut” care o trimite să se deplaseze departe de centrul resturilor sale. Imaginile Gemini plasează centrul nebuloasei exact acolo unde se află steaua. Echipa a stabilit o limită superioară de aproximativ 100 de kilometri pe secundă pentru orice șut lateral, minuscul în comparație cu propriul vânt al stelei.

„Exploziile conservă impulsul. Dacă explozia în sine a fost perfect simetrică, ejecta ar trebui să fie, de asemenea, simetrică, iar steaua supraviețuitoare nu ar trebui să primească un șut substanțial”, a spus Caiazzo. „Practic nu vedem deloc steaua îndepărtându-se.”

Ce nu clarifică nodurile

Imaginile arată nodurile, dar nu și ce le-a creat. Cercetătorii sugerează că variațiile de temperatură sau densitate în gazul din jurul stelei ar fi putut fragmenta resturile în aglomerări, dar niciun model nu a reprodus încă lanțuri atât de regulate. Descrierea proprie a lui Caiazzo – remarcabil de uniforme și care așteaptă să fie modelate – este mai degrabă o întrebare deschisă decât un răspuns.

Măsurarea dimensiunii se bazează, de asemenea, pe o marjă mică. Filamentele sunt doar puțin mai late decât estomparea atmosferică, așa că diametrul nodurilor este o inferență din profile parțial rezolvate, nu o măsurătoare curată a nodurilor individuale. Imaginile în oxigen au fost realizate în condiții mai proaste, cu lățimi de aproximativ 1 secundă de arc care corespund estompării în sine.

Limita șutului se aplică doar mișcării pe cer. Imaginile nu pot măsura mișcarea spre sau dinspre noi, iar un studiu anterior al aceleiași echipe cu Keck Cosmic Web Imager a găsit mai multe resturi pe o parte decât pe cealaltă de-a lungul liniei noastre de vedere, ceea ce, spun ei, ar putea indica o explozie asimetrică. Concilierea acestui fapt cu o stea care abia s-a mișcat lateral face parte din lucrarea neterminată. Chiar și legătura cu supernova istorică se bazează pe vârstă, poziție și luminozitate care se potrivesc, nu pe o semnătură directă.

De la steaua invitată la Pa 30

Potrivit NOIRLab, opt texte separate consemnează evenimentul. Observatorii au remarcat pentru prima dată noua stea între 4 și 6 august 1181, iar aceasta a rămas vizibilă în Cassiopeia timp de 185 de zile. Timp de decenii, astronomii au asociat-o cu o rămășiță numită 3C 58, dar vârsta estimată a acelui obiect nu s-a potrivit niciodată confortabil.

Pa 30 în sine a apărut abia în 2013, când astronomul amator Dana Patchick l-a observat în datele infraroșii de la Wide-field Infrared Survey Explorer al NASA, în timpul unei căutări de tip știință participativă pentru nebuloase planetare. A fost a 30-a nebuloasă pe care a găsit-o. În 2021, o echipă condusă de Andreas Ritter a măsurat un șoc care se deplasa cu aproximativ 1.100 de kilometri pe secundă și o vârstă de expansiune de aproximativ 1.000 de ani, cu o poziție pe cer la mai puțin de 3,5 grade de rapoartele chineze și japoneze. În 2024, Cunningham și Caiazzo au folosit Keck Cosmic Web Imager pentru a arăta că resturile se deplasează aproape liber, ceea ce au numit o confirmare puternică a faptului că nebuloasa provine din evenimentul din 1181.

„Înregistrările istorice sigure ale exploziilor stelare se întind doar aproximativ o mie de ani în urmă. Din câte știm, ar putea exista rămășițe similare încă ascunse în întuneric în propria noastră galaxie”, a spus Cunningham.

Întrebări frecvente despre Pa 30 și supernova din 1181

Ce este Pa 30?

Pa 30 este o nebuloasă din constelația Cassiopeia, la aproximativ 7.500 de ani-lumină distanță, formată din filamente radiale de gaz în jurul unei stele supraviețuitoare foarte fierbinți. Este probabil rămășița supernovei pe care sursele chineze, japoneze și arabe au consemnat-o în 1181.

Poți vedea supernova din 1181 astăzi?

Nu cu ochiul liber. Explozia s-a estompat după aproximativ șase luni, iar rămășița sa, Pa 30, este suficient de slabă încât a fost identificată abia în 2013 în datele unui studiu infraroșu. Filamentele sale apar doar în imagini profunde de la telescoape mari, cum ar fi Gemini North.

Ce este o supernovă de Tip Iax?

Este o versiune mai slabă, incompletă, a exploziilor termonucleare care distrug piticele albe. În loc să distrugă complet steaua, lasă un supraviețuitor avariat, adesea numit stea zombi. Pa 30 este singura rămășiță cunoscută de acest tip din Calea Lactee.

Cât de mari sunt nodurile din Pa 30?

Studiul estimează un diametru tipic al nodurilor de aproximativ 10^16 centimetri, adică aproximativ 100 de miliarde de kilometri. Potrivit echipei, regiunea sistemului nostru solar care conține planetele ar încăpea în fiecare nod de aproximativ zece ori.

Ce urmează

Echipa dorește acum să modeleze cum s-au format astfel de lanțuri regulate de noduri. De asemenea, plănuiesc să folosească trăsăturile distinctive ale Pa 30 ca model pentru a căuta rămășițe similare în Calea Lactee și în galaxiile apropiate. „Astronomia a intrat în era marilor date”, a spus Cunningham. „Descoperirile noastre ne vor ajuta să examinăm seturile de date enorme.” Studiul a fost publicat pe 6 octombrie 2026 în The Astrophysical Journal.

Referință: Cunningham et al., „Detection of Knots in the Type Iax Supernova Remnant Pa 30,” The Astrophysical Journal, 2026. DOI: 10.3847/1538-4357/ae9cb2

Etichete: astronomie, Supernova, Gemini North, NOIRLab, Pa 30, pitică albă