SUPANOVA ILIYOCHUKUA SIKU 88 KUFIKIA KILELE

Supanova 1987A iliwafundisha wanaastronomia kwamba nyota yenye hidrojeni nyingi inaweza kulipuka kisha ikachukua muda wake: badala ya kuwaka ghafla kwa siku chache, iling’aa polepole kwa takriban siku 100. Ikawa kielelezo cha familia ndogo, supanova “zinazofanana na 87A” — takriban 30 zinajulikana, karibu 1.4% ya nyota zote zinazoporomoka.

Katika miaka ya hivi karibuni, tafiti pana za anga zimegundua wanachama wachache waliokithiri wa familia hiyo, wanaong’aa zaidi sana na kudumu muda mrefu zaidi kuliko wengine. Ni vigumu kuwaeleza kwa utaratibu wa kawaida, ambamo neutrino kutoka kwa nyota ya nyutroni iliyozaliwa karibuni huipasua nyota.

Jitu la polepole

Tarehe 11 Mei 2023, Zwicky Transient Facility huko California iligundua chanzo kipya katika galaksi ndogo yenye mwelekeo-mwekundu (redshift) wa 0.1020, yaani takriban megaparseki 485 mbali, au miaka bilioni 1.6 ya mwanga. Kikiitwa SN 2023iop, kilifuatiliwa kwa zaidi ya siku 600 na timu ya kimataifa iliyoongozwa na Steve Schulze, wa Taasisi ya Sayansi ya Weizmann nchini Israeli, kwa darubini kuanzia urujuanimno hadi mawimbi ya redio.

• Ilichukua angalau siku 88 kufikia kilele chake — kupanda kwa kweli kulikuwa kurefu zaidi, kwa kuwa ilinaswa ikiwa tayari inapanda.
• Kileleni ilifikia ngazi kamili ya mng’ao (absolute magnitude) ya −20.1: takriban ngazi 0.9 zaidi ya mshikilizi wa rekodi wa awali wa familia yake, OGLE-73, na ngazi 3.7 hadi 4.0 zaidi ya SN 1987A. Kwenye kipimo hiki, namba ndogo inamaanisha mng’ao zaidi, na kila ngazi ni kizidisho cha takriban 2.5.
• Ilitoa mnururisho wa angalau erg 4.3 × 10⁵⁰, huenda karibu zaidi na 10⁵¹ — erg ni kipimo kidogo sana cha nishati, lakini hicho ni kiasi ambacho Jua hutoa kwa miaka bilioni kadhaa.
• Spektra zake zinafanana na zile za supanova ya kawaida yenye hidrojeni nyingi — lakini zinabadilika polepole mno. Karibu mwaka mmoja baada ya kilele, SN 2023iop ilikuwa bado haijaingia hatua ambapo gamba lake linakuwa angavu na kuruhusu mistari ya kiini kuonekana, hatua ambayo SN 1987A ilifikia kwa takriban siku 100.

SN 2023iop (nyeusi) dhidi ya SN 1987A, SN 2018hna, matukio yaliyokithiri OGLE-73 na SN 2020faa, na supanova zinazofanana na 87A kutoka utafiti wa ZTF (kijivu): inang’aa zaidi na ni pana zaidi kuliko zote. — Kielelezo 18, Schulze et al. (2026), arXiv:2610.27312.

Nishati nyingi mno kwa neutrino

Mlipuko unaoendeshwa na neutrino una bajeti maalum: nyota ya nyutroni iliyozaliwa karibuni huachilia takriban erg 3 × 10⁵³, uigaji hugeuza takriban 1% yake kuwa mwendo, na supanova ya kawaida hutoa mnururisho wa takriban erg 10⁴⁹ tu. Ili kulingana na SN 2023iop, mnyororo mzima ungelazimika kuwa na ufanisi takriban mara 50 zaidi — jambo ambalo lingejitokeza kama mada iliyorushwa kwa kasi zaidi au alama za mgongano na gesi inayozunguka. Hakuna kati ya hayo kinachoonekana.

Mkunjo wa mwanga unatoa vidokezo viwili zaidi. Kupanda polepole kunaashiria zaidi ya uzito wa jua 12 wa mada iliyorushwa. Na kama kilele kingeendeshwa na nikeli-56 ya mionzi, kama katika supanova nyingi, kingehitaji takriban uzito wa jua 2.2 wa nikeli hiyo — zaidi ya kile ambacho mlipuko unaoendeshwa na neutrino unaweza kuunda. Waandishi wanasisitiza kwamba hiki ni kikomo cha juu, halali tu ikiwa mionzi ndiyo inayotawala.

Alama ya kidole ya nikeli

Kidokezo chenye kueleza zaidi kilijitokeza baadaye. Kufikia siku ya 326 baada ya kilele, uvimbe wa pili ulikuwa umekua katika spektra karibu na ångström 7,300, ambao haukuwepo hadi siku ya 140. Timu inautambua kwa muda kama mstari wa nikeli-58 thabiti, ikimaanisha takriban uzito wa jua 0.017 wake ikiwa gesi iko kwenye 5,000 K — na mara kumi zaidi ikiwa iko kwenye 3,000 K.

Hilo ni muhimu kwa sababu nyota za kawaida zinazoporomoka huzalisha takriban mara kumi chini ya hapo. Kiasi kama hicho hufikiwa tu katika modeli za supanova za kuyumba kwa jozi (pair-instability supernovae) ambazo kiini chao cha heliamu kinazidi jua mia moja. Njia hiyo hufunguka kwa viini vya heliamu vya jua 65 hadi 130: jozi za elektroni na positroni huundika hapo kwa gharama ya fotoni zinazokishikilia kiini; kikinyimwa shinikizo hilo, kiini huporomoka, hupata joto, na muunganisho wa nyuklia hukimbia bila kudhibitiwa kwa mpigo mmoja, kwa kiasi cha kutosha kuisambaratisha nyota nzima. Hakuna supanova yoyote kati ya zile za kulinganisha inayoonyesha uvimbe huo.

Kinacholingana, na kisicholingana

Modeli iliyochapishwa ya mlipuko wa kuyumba kwa jozi wa nyota jitu jekundu (red supergiant) ya uzito wa jua 190 inalingana kwa kushangaza na kupanda, kilele na spektra — hadi siku 150 baada ya kilele. Kisha inashindwa: modeli inafifia kadiri kobalti-56 inavyooza, takriban ngazi 1 kwa siku 100, huku SN 2023iop ikififia kwa ngazi 0.2 tu kwa siku 100, ikibaki ikiwa na mng’ao wa hadi ngazi 3.5 zaidi ya modeli katika buluu (0.7 katika nyekundu), na buluu zaidi kuliko modeli.

SN 2023iop (nukta nyeusi) dhidi ya modeli mbili za kuyumba kwa jozi za uzito wa jua 190 katika rangi tatu: modeli ya jitu jekundu (mstari mwekundu) inafuata data hadi takriban siku 150 baada ya kilele, kisha inashuka chini yake. — Kielelezo 13 (paneli za juu), Schulze et al. (2026), arXiv:2610.27312.

Timu ilijaribu mbadala. Mwangwi wa mwanga — vumbi likiakisi kilele cha awali — unakataliwa na mabadiliko laini ya spektra. Mada inayorudi kuanguka kwenye shimo jeusi la kati au nyota ya nyutroni inapata umbo la jumla sawa lakini si rangi. Mgongano na gesi iliyotupwa na nyota kabla ya kufa, iliyojificha ndani ya diski, unawezekana kinishati na ungeweza kutoa mwanga wa baadaye bila kuacha mistari myembamba ya kawaida. Vidokezo vingine viwili vinaelekeza kwa nyota isiyo ya kawaida: mwanga uliokolezwa (polarised) kwa 0.8–1.0%, ishara ya mlipuko usio na ulinganifu, na galaksi kibete mwenyeji ya takriban uzito wa jua milioni 150, huenda ikiwa na elementi nzito chache — sharti kwa nyota kudumisha kiini kikubwa hivyo.

Onyo kwa ulimwengu wa mbali

Waandishi wanahitimisha kwamba mlipuko wa kuyumba kwa jozi ndio hali yenye uwezekano mkubwa zaidi, huku ziada ya baadaye ikiendeshwa na mwingiliano uliofichika. Wako wazi kuhusu mipaka: utambuzi wa nikeli unategemea mstari mmoja wa spektra na unahitaji uthibitisho, na SN 2023iop “inaonekana kuhitaji zaidi ya kimoja” cha vyanzo vya nishati.

Pia wanatoa funzo kwa tafiti za siku zijazo. Tabia ya ajabu ya baadaye ya SN 2023iop isingeonekana katika umbali mkubwa zaidi — chini ya picha moja moja za kituo cha uchunguzi cha Rubin zaidi ya mwelekeo-mwekundu wa 0.3, chini ya mipaka ya tafiti za James Webb zaidi ya mwelekeo-mwekundu wa 2 hadi 6. Ikionekana kutoka mbali, ingeitwa mgombea wa kuyumba kwa jozi “bila shaka yoyote”. Kwa hiyo wagombea wa mbali huenda wakaonekana safi zaidi kuliko walivyo. Uchunguzi ulioidhinishwa wa Darubini ya Anga ya James Webb utaitafuta SN 2023iop vumbi na mistari ya infraredi inayoweza kutofautisha hali hizo.