Mitä tapahtui 400 vuotta sitten tämän hämmästyttävän kauniin supernovan jäännöksen luomiseksi - ja oliko syyllisiä kaksi vai vain yksi? Tämä Hubble-avaruusteleskoopin näkymä tyypin Ia luomasta jäännöksestä on auttanut tähtitieteilijöitä ratkaisemaan pitkäaikaisen mysteerin tähtityypeissä, jotka aiheuttavat joitain supernovia, jotka tunnetaan progenitorina.
"Tähän saakka emme ole oikeasti tienneet, mistä tämäntyyppinen supernova tuli, huolimatta tutkimisesta niitä vuosikymmenien ajan", sanoi Ashley Pagnotta Louisiana State Universitystä puhuessaan lehdistötilaisuudessa American Astronomical Society -kokouksessa keskiviikkona. "Mutta voimme nyt sanoa, että meillä on ensimmäinen lopullinen tunniste tyypin 1a esi-isästä, ja tiedämme, että tällä on pitänyt olla kaksinkertainen rappeutunut esivanhempi - se on ainoa vaihtoehto."
Tämä supernoovajäännös, jolla on puhelinnumeromainen nimi SNR 0509-67.5, sijaitsee 170 000 valovuoden päässä Suuressa Magellanin pilvigalaksissa.
Tähtitieteilijät ovat pitkään epäilleet, että kaksi tähteä oli vastuussa räjähdyksestä - kuten useimpien tyypin 1a supernovien tapauksessa -, mutta emme olleet varmoja siitä, mikä räjähdyksen aiheutti. Yksi selitys voisi olla, että se johtui massansiirrosta seuratähdeltä, jossa lähellä oleva tähti vuotaa materiaalia valkoisen kääpiöparin päälle, käynnistäen ketjureaktion, joka aiheuttaa yhden maailmankaikkeuden voimakkaimmista räjähdyksistä. Tätä kutsutaan 'yhden rappeutuneen' poluksi - joka näyttää olevan todennäköisin, yleisin ja edullisin selitys monille tyypin 1a supernovoille.
Toinen vaihtoehto on kahden valkoisen kääpiön törmäys, joka tunnetaan nimellä "kaksinkertainen rappeutuminen", mikä näyttää olevan vähemmän yleinen ja ei niin laajalti hyväksytty selitys supernovoille. Monille astrofysiikille sulautumisskenaario näytti olevan epätodennäköisempi, koska liian vähän kaksois-valko-kääpiöjärjestelmiä näyttää olevan olemassa; todellakin, tähän mennessä on löydetty vain kourallinen.
SNR 0509-67.5: n ongelmana oli, että tähtitieteilijät eivät löytäneet jäännöstä seuratähdestä. Siksi kaksinkertaisen rappeutumisen skenaariota harkittiin, koska siinä tapauksessa ei enää jää jäljelle mitään, koska molemmat valkoiset kääpiöt kulutetaan räjähdyksessä. Yhden progenitorin tapauksessa ei-valkoinen kääpiötähti on edelleen lähellä räjähdyspaikkaa ja näyttää edelleen paljon kuin ennen räjähdystä.
Siksi mahdollinen tapa erottaa eri progenitorimalleja on ollut katsoa syvälle vanhan supernovan jäännöksen keskelle etsimään entistä seuratähtiä.
"Tiedämme, että Hubblella on tarvittava herkkyys havaitaksemme pisimmät valkoisen kääpiön jäännökset, jotka ovat saattaneet aiheuttaa tällaisia räjähdyksiä", sanoi LSU: n johtava tutkija Bradley Schaefer. "Tässä logiikka on sama kuin kuuluisa Sherlock Holmesin lainaus:" Kun olet eliminoinut mahdotonta, kaiken, mikä on kuitenkin epätodennäköistä, täytyy olla totuus. ""
Schaefer ja Pagnotta valmistelivat vuonna 2010 ehdotusta etsiä mahdollisia heikkoja entisiä seuratähtiä neljän supernoovan jäännöksen keskelle Suuren Magellanin pilven keskelle, kun he näkivät Astronomy Picture of the Day -valokuvan, jossa oli kuva Hablin avaruusteleskoopilla. olivat ottaneet yhden kohdejäännöksistään, SNR 0509-67.5.
(Huomaa: 12. tammikuuta 2012 APOD-kuva on SNR 0509-67.5!)
Koska jäännös näkyy mukavana symmetrisenä kuorena tai kuplana, geometrinen keskipiste voidaan määrittää tarkasti. Kun he analysoivat yksityiskohtaisemmin keskialuetta, he havaitsivat sen olevan täysin tyhjä tähtiä, kunnes Hubble voi havaita valokuvista pienimmät kohteet. Nuori ikä tarkoittaa myös sitä, että mikään eloon jäänyt tähti ei ole siirtynyt kaukana räjähdyspaikasta. He pystyivät ylittämään luettelon kaikista mahdollisista yksittäisistä rappeutumisskenaarioista, ja heille annettiin kaksinkertaisen rappeutumisen malli, jossa kaksi valkoista kääpiötä törmäävät.
"Koska voimme sulkea pois kaikki mahdolliset yksittäiset rappeutuneet, tiedämme, että sen on oltava kaksinkertainen rappeutunut", Pagnotta sanoi. "SNR 0509-67.5: n syy voidaan selittää parhaiten kahdella tiukasti kiertävällä valkoisella kääpiö tähteä, jotka kiertävät lähemmäksi ja lähemmäksi, kunnes ne törmäsivät ja räjähtivat."
Pagnotta huomautti myös, että tämä supernova ei oikeastaan ole normaalia tyypin 1a supernovaa, vaan alaluokka nimeltään 1991t, joka on erityisen kirkas supernova.
Max Planckin astrofysiikan instituutin Marat Gilfanovin vuonna 2010 julkaisemassa lehdessä todettiin, että monet tyypin 1a supernovat aiheuttivat ehkä kahden valkoisen kääpiötähden törmäyksestä, mikä oli yllätyksenä monille tähtitieteilijöille. Lisäksi katsauksessa äskettäiseen supernova SN 2011fe -yritykseen, joka räjähti elokuussa 2011, tutkitaan kaksinkertaisen rappeutuneen sukupolven mahdollisuutta. Jää avoimeksi kysymykseksi, ovatko nämä valkoisten kääpiöfuusioiden ensisijainen katalysaattori tyypin Ia supernovoille spiraaligalakseissa. Lisäselvityksiä vaaditaan sen selvittämiseksi, johtuvatko spiraal galaksejen supernoovat fuusioista tai näiden kahden prosessin sekoituksesta.
Schaefer ja Pagnotta suunnittelevat katselevansa muita supernoovan jäännöksiä suuressa Magellenic-pilvessä testatakseen havaintoitaan edelleen.
Pagnotta vahvisti, että kuka tahansa internetyhteydellä olisi voinut tehdä tämän löytön, koska kaikki käytetyt Hubble-kuvat olivat julkisesti saatavilla ja APOD herätti Hubble-tiedon käyttöä.
Lähteet: Bradley E. Schaeferin ja Ashley Pagnotta Science Science (PDF-dokumentti), HubbleSite, AAS: n tiedotustilaisuus
