Korzystając z palety teleskopów naziemnych, astronomowie przeprowadzili szerokie obserwacje fotometryczne i spektroskopowe pobliskiej supernowej typu Ia, skatalogowanej pod numerem SN 2020nlb. Wyniki kampanii obserwacyjnej, zaprezentowane 16 stycznia na serwerze preprintów naukowych arXiv, dostarczają ważnych spostrzeżeń dotyczących ewolucji tej kosmicznej eksplozji.
Do eksplozji supernowej typu Ia (SN Ia) dochodzi w układach podwójnych, w których jedną z gwiazd jest biały karzeł. Ta pozostałość po gwieździe podobnej do Słońca swoją grawitacją ściąga na siebie gaz z zewnętrznych warstw swojego gwiezdnego towarzysza. Gdy taki biały karzeł osiągnie pewną określoną masę, dochodzi do jego detonacji, która na Ziemi określana jest mianem supernowej typu Ia. Tego typu eksplozje gwiazd są ważne dla społeczności naukowej, ponieważ dostarczają istotnych wskazówek na temat ewolucji gwiazd i galaktyk.
SN 2020nlb została wykryta 25 czerwca 2020 r. za pomocą systemu ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), wkrótce po eksplozji w galaktyce soczewkowatej Messier 85 (M85), oddalonej od nas o około 60 milionów lat świetlnych. Obserwacje spektroskopowe SN 2020nlb rozpoczęte wkrótce po jej wykryciu potwierdziły, że jest to supernowa typu Ia.
Zespół astronomów kierowany przez Stevena Williamsa z Uniwersytetu w Turku w Finlandii zaczął monitorować SN 2020nlb już szesnaście godzin po jej odkryciu. Obserwacje, wykorzystujące głównie Liverpool Tescope (LT) i Nordycki Teleskop Optyczny (NOT), dostarczyły bogactwa danych na temat właściwości tej konkretnej eksplozji supernowej.
„Przedstawiamy obserwacje obejmujące jedno z najwcześniejszych widm wysokiej jakości i jedne z najwcześniejszych jak dotąd wielobarwnych fotometrii SN Ia” – napisali w swojej pracy naukowcy.
Obserwacje fotometryczne i spektroskopowe prowadzone przez zespół Williamsa trwały aż prawie 600 dni po eksplozji SN 2020nlb. Oszacowano, że supernową odkryto zaledwie dwa dni po pierwszym rozbłysku.
Obserwacje wykazały, że SN 2020nlb przygasła o 1,28 mag w pasmie B w ciągu pierwszych 15 dni po osiągnięciu maksymalnej jasności. Dlatego też jej jasność zmniejszała się szybciej niż przeciętna normalna supernowa typu Ia, co sugeruje, że ma niższą jasność niż typowa SN tej klasy.
Widmo SN 2020nlb wykonane prawie trzy dni po pierwszym rozbłysku wykazuje silne cechy pojedynczych zjonizowanych metali. Co więcej, widmo mgławicy wykonane 594 dni po szczycie jasności pokazuje, że silna linia emisyjna żelaza zniknęła, wraz ze spadkiem równowagi jonizacji wyrzutu.
Najwcześniejsze widma SN 2020nlb przypominały widma maksimum rozbłysku zarejestrowanego w przypadku supernowej SN 1991bg i jej podobnych. Następnie widmo SN 2020nlb ewoluowało, stając się gorętsze i bardziej podobne do SN 2011fe w miarę rozjaśniania się w kierunku maksimum.
Według autorów artykułu widma mgławicowe SN 2020nlb, w porównaniu z widmami innych mgławic powstałych w eksplozjach supernowych typu Ia, wskazują na możliwy trend, w którym supernowe, które były jaśniejsze w szczycie, mają tendencję do wyższej jonizacji w fazie mgławicowej. Może to wskazywać, że SN 2020nlb i jej podobne różnią się zasadniczo od większości normalnej populacji SN Ia.