Znaczna liczba kosmicznych eksplozji była pozbawiona wodoru. Naukowcy doszli zatem do wniosku, że musi istnieć również duża populacja gwiazd, które są ubogie w ten pierwiastek. Wysnuli także teorię, że około jedna trzecia wszystkich masywnych przodków supernowych też nie zawierała zbyt dużych ilości wodoru. Problem pojawił się w momencie, gdy rozpoczęły się poszukiwania takich gwiazd we wszechświecie. Astronomowie znaleźli bowiem tylko jeden obiekt.
Naukowcy na tropie tajemnic supernowych
Kierowaniem badaniami zajmowały się Maria Drout z Uniwersytetu w Toronto oraz Ylva Götberg z Instytutu Nauki i Technologii w Austrii. Okazało się, że problem ze znalezieniem gwiazd ubogich w wodór nie wynikał z ich rzadkości, tylko z tego, że są wyjątkowo trudne do wykrycia. Naukowczynie zdecydowały o przeprowadzeniu badań w świetle ultrafioletowym. W tym celu wykorzystały Teleskop Ultrafioletowo-Optyczny Swift, który służy do badania obiektów w Wielkim i Małym Obłoku Magellana. Są to galaktyki karłowate, które krążą wokół Drogi Mlecznej.
Do dalszych obserwacji wybrano 25 kandydatów, których profile ultrafioletowe wydawały się być najbardziej intrygujące. Udało się także pozyskać dane spektroskopowe, które umożliwiły poznanie składu chemicznego obiektów. Gdyby okazało się, że gwiazdy ubogie w wodór są rzadkie, oznaczałoby to, że wszystkie teoretyczne ramy dla różnych zjawisk kosmicznych są błędne. Na szczęście ich poszukiwania zakończyły się sukcesem.
Gwiazdy podwójne kluczem do rozwiązania zagadki
Zgodnie z obowiązującą teorią, supernowe ubogie w wodór (nazywane także supernowymi z pasiastą otoczką) powstają w gwiazdach podwójnych. W bliskich układach jedna z gwiazd odrywa otoczkę wodorową od swojej towarzyszki. W ten sposób powstaje gwiazda helowa z niewielką ilością wodoru. Gdy jej czas się skończy i dojdzie do supernowej, w wyniku eksplozji zostanie wyrzucona jedynie odrobina tego pierwiastka.
Zespół naukowców bez trudu zidentyfikował bardzo masywne gwiazdy helowe, których jądra zapadły się w czarne dziury po śmierci. Okazało się jednak, że jest problem ze znalezieniem obiektów o średniej wielkości, które są prekursorami gwiazd neutronowych. Zdaniem badaczy powinno być ich dużo więcej, niż tych pierwszych. Niestety są one trudniejsze do wykrycia. Wynika to z faktu, iż zostały pozbawione zewnętrznego materiału, przez co większość emitowanego przez nie światła jest poza widmem światła widzialnego. Poza tym, jeśli w ich pobliżu znajduje się znacznie większy i jaśniejszy towarzysz, który przejął cały wodór, gwiazdę helową jeszcze trudniej dostrzec.
Na szczęście naukowcy mogli skorzystać ze wspomnianego teleskopu i sprawdzić profile ultrafioletowe obiektów. Dzięki niemu udało się wykryć gwiazdy o średniej masie. Miały one wysoką temperaturę, dużą grawitację powierzchniową, a przy tym dużą zawartość helu i niską zawartość wodoru. Choć badania zakończyły się sukcesem, to dopiero pierwszy krok. Trwają dokładne analizy, a zespół chce rozszerzyć swoje poszukiwania gwiazd helowych. Dotychczasowe działania pozwoliły jednak zidentyfikować brakującą populację obiektów, będących przodkami supernowych ubogich w wodór. Naukowcy przewidują, że jest ich dużo więcej, trzeba tylko znaleźć sposoby na ich szybsze wykrywanie.