Siêu tân tinh loại II là một sự kiện thiên văn thực sự tuyệt vời. Như với tất cả các siêu tân tinh, Type II bao gồm một ngôi sao trải qua sự sụp đổ lõi vào cuối vòng đời và phát nổ, khiến nó bị bong ra các lớp bên ngoài. Một lớp con của loại này được gọi là Loại IIb, là những ngôi sao đã bị tước nhiên liệu hydro và trải qua sự sụp đổ vì chúng không còn có thể duy trì sự hợp nhất trong lõi của chúng.
Mười bảy năm trước, các nhà thiên văn học đã may mắn chứng kiến một siêu tân tinh loại IIb trong thiên hà NGC 7424, nằm cách chòm sao Grus phía nam 40 triệu năm ánh sáng. Bây giờ siêu tân tinh này đã mờ dần, Kính thiên văn vũ trụ Hubble gần đây đã chụp được hình ảnh đầu tiên của một người bạn đồng hành còn sống sót, do đó chứng minh rằng siêu tân tinh thực sự xảy ra trong các hệ thống sao đôi.
Nghiên cứu có tiêu đề Phát hiện tia cực tím của Người đồng hành nhị phân với Loại IIb SN 2001ig, đã được công bố gần đây trong Tạp chí vật lý thiên văn. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Stuart Ryder thuộc Đài quan sát thiên văn Úc và bao gồm các thành viên của Viện Công nghệ California (Caltech), Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STSI), Đại học Amsterdam, Đại học Arizona, Đại học York và Đài học của California.
Phát hiện này là bằng chứng thuyết phục nhất cho đến nay rằng một số siêu tân tinh bắt nguồn từ việc hút máu giữa các cặp nhị phân. Như Stuart Ryder đã chỉ ra trong một thông cáo báo chí gần đây của NASA:
Chúng tôi biết rằng phần lớn các ngôi sao lớn nằm trong cặp nhị phân. Nhiều cặp nhị phân này sẽ tương tác và chuyển khí từ sao này sang sao kia khi quỹ đạo của chúng đưa chúng lại gần nhau.
Siêu tân tinh, được gọi là SN 2001ig, được các nhà thiên văn học xác định chính xác vào năm 2002 bằng cách sử dụng Kính thiên văn rất lớn Đài thiên văn Nam châu Âu (VLT). Vào năm 2004, những quan sát này đã được theo dõi với Đài thiên văn Nam Song Tử, lần đầu tiên ám chỉ sự hiện diện của một người bạn đồng hành nhị phân còn sống sót. Biết được tọa độ chính xác, Ryder và nhóm của anh ta có thể tập trung Hubble vào vị trí đó khi ánh sáng siêu tân tinh mờ dần.
Phát hiện này đặc biệt tình cờ bởi vì nó cũng có thể làm sáng tỏ một bí ẩn thiên văn, đó là cách siêu tân tinh lột bỏ mất phong bì bên ngoài. Ban đầu, các nhà khoa học tin rằng chúng là kết quả của những ngôi sao có sức gió rất nhanh đẩy ra khỏi phong bì bên ngoài của chúng. Tuy nhiên, khi các nhà thiên văn học bắt đầu tìm kiếm những ngôi sao chính sinh ra những siêu tân tinh này, họ không thể tìm thấy chúng.
Như Ori Fox, một thành viên của Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian và là đồng tác giả của bài báo, đã giải thích:
Đó là điều đặc biệt kỳ lạ, bởi vì các nhà thiên văn học dự đoán rằng họ sẽ là những ngôi sao tiên tri to lớn nhất và sáng nhất. Ngoài ra, số lượng siêu tân tinh lột phong bì lớn hơn dự đoán.
Điều này khiến các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng nhiều ngôi sao bị tước là chủ yếu trong các hệ sao nhị phân có khối lượng thấp hơn. Tất cả những gì còn lại là tìm ra một siêu tân tinh là một phần của hệ thống nhị phân, mà Ryder và các đồng nghiệp của anh ta đã làm. Đây không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, xem như người bạn đồng hành khá mờ nhạt và ở giới hạn của những gì Hubble có thể thấy.
Ngoài ra, không có nhiều siêu tân tinh được biết là đi trong phạm vi khoảng cách này. Cuối cùng, nhưng không kém phần quan trọng, họ phải biết vị trí chính xác thông qua các phép đo rất chính xác. Nhờ độ phân giải tinh tế và khả năng cực tím của Hubble, họ đã có thể tìm và chụp ảnh người bạn đồng hành còn sống sót.
Trước siêu tân tinh, các ngôi sao quay quanh nhau trong khoảng thời gian khoảng một năm. Khi ngôi sao chính phát nổ, nó có tác động đến người bạn đồng hành, nhưng nó vẫn còn nguyên vẹn. Bởi vì điều này, SN 2001ig là người bạn đồng hành đầu tiên còn sống sót được chụp ảnh.
Nhìn về phía trước, Ryder và nhóm của ông hy vọng sẽ xác định chính xác có bao nhiêu siêu tân tinh với phong bì bị tước có bạn đồng hành. Hiện tại, người ta ước tính rằng ít nhất một nửa trong số họ làm, trong khi nửa còn lại bị mất lớp vỏ bọc bên ngoài do gió sao. Mục tiêu tiếp theo của họ là kiểm tra siêu tân tinh có vỏ bọc hoàn toàn, trái ngược với SN 2001ig và SN 1993J, chỉ bị tước khoảng 90%.
May mắn thay, họ đã chiến thắng phải chờ đợi lâu để kiểm tra những siêu tân tinh có vỏ bọc hoàn toàn này, vì họ không có nhiều tương tác sốc với khí trong môi trường xung quanh. Nói tóm lại, vì chúng bị mất phong bì bên ngoài rất lâu trước khi phát nổ, chúng mờ dần nhanh hơn nhiều. Điều này có nghĩa là nhóm sẽ chỉ phải chờ hai đến ba năm trước khi tìm kiếm những người bạn đồng hành còn sống sót.
Những nỗ lực của họ cũng có thể được giúp đỡ bằng việc triển khai Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), dự kiến ra mắt vào năm 2020. Tùy thuộc vào những gì họ tìm thấy, các nhà thiên văn học có thể sẵn sàng giải quyết bí ẩn về nguyên nhân gây ra các loại siêu tân tinh khác nhau, cũng có thể tiết lộ thêm về chu kỳ sống của các ngôi sao và sự ra đời của lỗ đen.
