Kosmisk obduktion afslører yngste Supernovas oprindelse

Pinwheel Galaxy før og efter Supernova 2011fe eksploderede

yngste-supernova-stjerne-eksplosioner-oprindelse (Billedkredit: BJ Fulton (LCOGT), PTF & Space Telescope Science Institute)



Astronomer har fundet det første direkte bevis på, at nogle stjerneeksplosioner udløses af kompakte stjerner kaldet hvide dværge.



Forskere, der studerede den yngste type Ia -supernova, der nogensinde er fundet, har arbejdet baglæns med at lokalisere dens eksplosionstid med enestående nøjagtighed. Derved bekræftede de, at en hvid dværg var kilden til sprængningen og indhentede indsigt i naturen af ​​dværgens ledsagerstjerne.

Opdagelsen fandt sted i august, da astronomen Peter Nugent opdagede et overraskende objekt, mens han undersøgte data fra Palomar Transit Survey's robotteleskop ved Palomar Observatory i det sydlige Californien. Objektet blev hurtigt bekræftet at være en type Ia -supernova. Opfølgningsobservationer i høj opløsning blev foretaget inden for få timer af Keck-teleskopet i Mauna Kea, Hawaii, og identificerede de elementer, der sprængte fra eksplosionen.



Det hurtige svar gav Nugent og hans team mulighed for at følge udviklingen af ​​supernovaen, kaldet SN 2011fe. [Fantastiske fotos af Supernova -eksplosioner]

Sporer baglæns

Da lyset fra eksplosionen nåede lysstyrken på 2,5 milliarder soler og derefter langsomt falmede, arbejdede teamet baglæns for at bestemme, hvornår supernovaen opstod. Supernovaen ligger kun 21 millioner lysår fra Jorden i Pinwheel Galaxy og er den nærmeste til vores planet i 25 år. (Et lysår er den afstand, lyset bevæger sig om et år, cirka 6 billioner miles eller 10 billioner kilometer.)



'Vi var i stand til at lokalisere eksplosionstiden meget præcist til en usikkerhed på kun tyve minutter,' sagde Nugent fra Lawrence Berkeley National Laboratory til guesswhozoo.com.

Ved at vide, hvor meget energi supernovaen lagde ud, tillod forskerne i virkeligheden at spole stjernernes eksplosion tilbage for at se, hvordan den begyndte. Målinger af elementer som nikkel gjorde det muligt for dem at sætte en nedre grænse for kildens størrelse.

Astronomerne fandt også store klumper af hurtigt bevægeligt kulstof og ilt, der forsvandt inden for få timer.



'De tidlige observationer hjalp os med at begrænse eksplosionen virkelig præcist,' sagde Nugent.

Med deres resultater kunne teamet konkludere, at årsagen til supernovaen var en ekstremt kompakt stjerne kendt som en hvid dværg.

Hvide dværge er små, tætte stjerner, hvis jordlignende radius omfatter en sollignende masse. Kernen i en hvid dværg er for kølig til at gennemgå fusion, så dens energi forsvinder langsomt ud i rummet.

Astronomer har længe mistanke om, at disse rester af døde stjerner var kilden til type Ia -supernovaer, men SN 2011fe giver det første direkte bevis.

Søger efter det andet

En førstehåndsundersøgelse af lyset fra supernova afslørede også oplysninger om det himmellegeme, der engang kredsede om den hvide dværg.

I en type 1a -supernova overbelaster materiale, der strømmer fra en anden stjerne til den hvide dværg, den kompakte levning og udløser eksplosionen. Ledsageren kunne være alt fra en stor rød kæmpestjerne til en anden hvid dværg.

Når stjerner eksploderer, siver en chokbølge udad. Kollisioner med materiale omkring det får området til at blusse kraftigt op. Ved at studere lyset fra SN 2011fe kunne Nugents team udelukke bestemte stjernetyper som ledsager.

Nabostjernen kunne ikke have været en rød kæmpe, forklarede Nugent, fordi sammenstød mellem affaldet og en stor, massiv stjerne ville have været meget indlysende. Det resulterende lys ville have været flere størrelser lysere end det, der blev detekteret.

På samme måde ville en hvid dværgkammerat være blevet revet fra hinanden og efterlade et affaldsfelt for stødbølgen at kollidere med, hvilket forårsagede en påvirkning, der ikke blev set i dataene.

'Det eneste, vi stod tilbage med, var en stjerne, der ikke var alt for forskellig fra vores sol som ledsageren,' sagde Nugent.

Endnu en tak

I et medfølgende papir søgte Weidong Li fra University of California i Berkeley også oplysninger om ledsageren.

'Der var nogle meget dybe billeder fra Hubble -rumteleskop før opdagelsen af ​​denne supernova,' sagde Li til guesswhozoo.com.

Li og hans team undersøgte mere end ti års data fra NASAs rumbaserede teleskop på jagt efter den anden stjerne i parret.

Men der blev ikke fundet nogen stjerne, så de kunne sætte en øvre grænse for ledsagerens størrelse. En rød kæmpe ville for eksempel have været synlig på billederne.

I sidste ende konkluderede Li og hans team, at ledsageren kunne være en hovedsekvens eller en kæmpe stjerne eller endda en anden hvid dværg.

Kombineret med Nugents data indsnævrer dette identiteten af ​​ledsagerstjernen.

'En lavmasse -hovedsekvensstjerne er sandsynligvis objektet i betragtning af de to forskellige måder, vi forsøgte at begrænse stamfaren på,' sagde Nugent.

Begge artikler blev offentliggjort i 15. december -udgaven af ​​tidsskriftet Nature.

Følg guesswhozoo.com for det seneste inden for rumforskning og efterforskningsnyheder på Twitter @Spacedotcom og på Facebook .