Kuvaluotto: Chandra
Yhdistetyt tiedot NASA: n Chandra-röntgen observatoriosta ja infrapunahavainnot Palomarin 200-tuumaisella teleskoopilla ovat paljastaneet todisteita siitä, että gammasäteen räjähdys, yksi luonnon katastrofaalimmista räjähdyksistä, tapahtui galaksissamme muutama tuhat vuotta sitten. Supernovan jäännös, W49B, voi olla myös ensimmäinen Linnunradalla löydetyn gammasätepurskeen jäännös.
W49B on tynnyrinmuotoinen sumu, joka sijaitsee noin 35 000 valovuoden päässä maasta. Uusi tieto paljastaa kirkkaat infrapunarenkaat, kuten piipun ympärillä olevat kehät, ja raudan ja nikkelin voimakkaan röntgensäteilyn tynnyrin akselia pitkin.
"Nämä tulokset tarjoavat kiehtovaa näyttöä siitä, että erittäin massiivinen tähti räjähti kahdessa voimakkaassa, vastakkaisesti suunnatussa suihkumassa, joissa oli runsaasti rautaa", kertoi Jonathan Keohane NASA: n suihkumoottorilaboratoriosta lehdistötilaisuudessa Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran kokouksessa Denverissä. "Tämä tekee W49B: stä ensisijaisen ehdokkaan jäämään gammasätepurskeen yhteydessä, johon kuuluu mustan aukon rintapiiri."
”Lähin tunnettu gammasäteen purske Maahan on usean miljoonan valovuoden päässä? suurin osa on miljardeja valovuosia kaukana? joten yhden jäännöksen havaitseminen galaksissamme olisi merkittävä läpimurto ”, kertoi William Reach, yksi Keohane-yhteistyökumppaneista Kalifornian teknillisestä instituutista.
Kollapsariteorian mukaan gammasätepurskeita syntyy, kun massiiviselta tähdeltä loppuu ydinpolttoaine ja tähden ydin romahtaa muodostaen mustan aukon, jota ympäröi levy, jossa on erittäin kuuma, nopeasti pyörivä, magnetoitu kaasu. Suuri osa tästä kaasusta vedetään mustaan aukkoon, mutta osa heitetään pois vastakkaisesti suunnattuihin kaasun suihkuihin, jotka kulkevat lähellä valon nopeutta.
Havaitsija, joka on linjassa näihin suihkuihin nähden, näkee gammasäteen purskeen, sokeaman salaman, jossa keskittynyt teho on yhtä suuri kuin kymmenen neliömetrin aurinkoa minuutin ajan. Suuttimiin nähden kohtisuora näkymä on vähemmän hämmästyttävä, vaikka siitä huolimatta näyttävä supernovan räjähdys. W49B: ssä suihku on kallistettu taivaan tasosta noin 20 astetta.
Infrapunakuvassa voidaan tunnistaa neljä rengasta, joiden halkaisija on noin 25 valovuotta. Nämä renkaat, jotka johtuvat lämpimästä kaasusta, arveltiin todennäköisesti massiivisen tähden nopean pyörimisen kautta muutama sata tuhatta vuotta ennen kuin tähti räjähti. Kuuma tuuli työnsi renkaat ulospäin muutama tuhat vuotta ennen kuin se räjähti.
Chandran kuva ja spektritiedot osoittavat, että tynnyrin akselia pitkin ulottuvat usean miljoonan asteen celsius-kaasusuihkut ovat runsaasti rauta- ja nikkeli-ioneja, mikä vastaa niiden purkautumista tähden keskustasta. Tämä erottaa räjähdyksen tavanomaisesta tyypin II supernovasta, jossa suurin osa Fe: stä ja Ni: stä menee neutronitähden muodostamiseen, ja tähden ulkopinta on se, mikä on ulos heitetty. Sitä vastoin gamma-säteilypurskautuvassa mallissa purkautuu rautaa ja nikkeli keskeltä poistuu suihkua pitkin.
Tynnyrin päissä röntgensäteily säteilee ulos kuuman korkin muodostamiseksi. Röntgenkorkkia ympäröi infrapunassa havaittu litistetty vetymolekyylipilvi. Nämä ominaisuudet osoittavat, että räjähdyksen aiheuttama iskuaalto on törmännyt suureen, tiheään kaasu- ja pölypilviin.
Esiin tulee skenaario, jossa tiheästä pölypilvestä muodostuva massiivinen tähti loisti kirkkaasti muutaman miljoonan vuoden ajan pyörittämällä kaasurenkaita ja työntämällä ne poispäin muodostaen melkein tyhjän onkalon tähden ympärille. Tähti sai sitten rinnan räjähdyksen, joka aiheutti gammasäteen purskeen.
W49B: n havainnot voivat auttaa ratkaisemaan ongelman, joka on saanut aikaan rintamerkin mallin gammasäteilypurskeille. Toisaalta malli perustuu massiivisen tähden romahtamiseen, joka yleensä muodostuu tiheästä pilvestä. Toisaalta, havainnot monien gammasäteilypurskeiden jälkivalosta osoittavat, että räjähdys tapahtui matalatiheyksisessä kaasussa. W49B: n tietojen perusteella Keohanen ja hänen kollegoidensa ehdottama päätöslauselma on, että tähti oli veistänyt laajan pienitiheyksisen onkalon, jossa räjähdys myöhemmin tapahtui.
"Tämä tähti näyttää räjähtäneen sen luoman kuplan sisällä", keohane sanoi. "Se kaivoi omasta hauastaan."
NASA: n Marshall-avaruuslentokeskus, Huntsville, Ala-Amerikka, hallinnoi Chandra-ohjelmaa NASA: n pääkonttorin avaruustieteellisessä toimistossa Washingtonissa. Northrop Grumman Redondo Beachistä, Kalifornia, entinen TRW, Inc., oli observatorion pääurakoitsija. Smithsonian Astrophysical Observatory ohjaa tiede- ja lentotoimintaa Chandran röntgenkeskuksesta Cambridgessa, Massachusetts.
Alkuperäinen lähde: Chandra-lehdistötiedote
