Korkean resoluution simulaatio galaktista, joka isännöi supervaloista supernoovaa ja sen kaoottista ympäristöä varhaisessa maailmankaikkeudessa. Luotto: Adrian Malec ja Marie Martig (Swinburne University)
Jotkut varhaisimmista tähdistä olivat massiivisia ja lyhytaikaisia, joiden tarkoituksena oli lopettaa elämänsä valtavissa räjähdyksissä. Tähtitieteilijät ovat havainneet joitain varhaisimmista ja kaukaisimmista näistä räjähtävistä tähtiistä, nimeltään ”supervaloisat” supernovat - tähtien räjähdykset 10–100 kertaa kirkkaammat kuin muut supernovatyypit. Duo asettaa ennätyksen kauimmasta vielä havaitusta supernovasta ja tarjoaa johtolankoja hyvin varhaisesta maailmankaikkeudesta.
"Näiden supernovien valo sisältää yksityiskohtaisia tietoja maailmankaikkeuden alkuvaiheista, jolloin jotkut ensimmäisistä tähdet tiivistyvät edelleen vedyn ja heliumin muodostamasta suuresta räjähdyksestä", kertoi tohtori Jeffrey Cooke, Swinburnen teknillinen yliopisto Australiassa, jonka joukkue teki löytö.
Ryhmä käytti yhdistelmää tietoja Kanadan, Ranskan ja Havaijin teleskoopista ja Keck 1-teleskoopista, jotka molemmat sijaitsevat Havaijilla.
"Löytämämme supernovatyypit ovat erittäin harvinaisia", Cooke sanoi. ”Itse asiassa vain yksi on löydetty ennen työtämme. Tämä erityinen supernovatyyppi johtuu erittäin massiivisen tähden kuolemasta (noin 100 - 250 kertaa aurinkomme massa) ja räjähtää aivan eri tavalla kuin muut supernoovat. Näiden tapahtumien löytäminen ja tutkiminen tarjoaa meille havainnollisia esimerkkejä ymmärtääksemme paremmin niitä ja kemikaaleja, jotka he poistuvat universumiin kuollessaan. ”
Supervaloiset supernovat löydettiin vasta muutama vuosi sitten, ja ne ovat harvinaisia läheisessä maailmankaikkeudessa. Niiden alkuperää ei ymmärretä hyvin, mutta pienen osajoukon uskotaan tapahtuvan, kun erittäin massiiviset tähdet, jotka ovat 150–250 kertaa massiivisemmat kuin aurinkomme, käyvät läpi ydinräjähdyksen, jonka laukaisee fotonien muutos elektronien ja positronien pareiksi. Tämä prosessi on täysin erilainen verrattuna kaikkiin muihin supernovien tyyppeihin. Tällaisten tapahtumien odotetaan tapahtuvan useammin varhaisessa maailmankaikkeudessa, jolloin massiiviset tähdet olivat yleisempiä.
Tämä ja näiden tapahtumien äärimmäinen kirkkaus rohkaisivat Cookea ja kollegoitaan etsimään supervaloisia supernoovia punaisissa siirtymissä, z, suurempi kuin 2, kun maailmankaikkeus oli vähemmän kuin neljäsosa nykyisestä ikästään.
"Käytimme LRIS (Low Resolution Imaging Spektrometri) -tekniikkaa Keck I: llä saadaksesi syväspektroskopia vahvistaakseen isäntäpisteen siirtymät ja etsimään myöhäisen ajan päästöjä supernovista", Cooke kertoi. ”Alkuhavainnot löytyivät CFHT Legacy Survey Deep -kentistä. Supernovoista tuleva valo saapui tänne maan päälle 4–6 vuotta sitten. Vahvistaaksemme heidän etäisyytensä, meidän on saatava heidän isäntägalakseistaan spektri, joka on äärimmäisen etäisyytensä vuoksi hyvin heikko. Keckin suuri aukko ja LRIS: n korkea herkkyys tekivät tämän mahdolliseksi. Lisäksi joillakin supernovoilla on tarpeeksi kirkkaita päästöominaisuuksia, jotka säilyvät vuosia räjähtämisen jälkeen. Syvä Keck -spektroskopia pystyy havaitsemaan nämä linjat lisävarmennus- ja tutkimuskeinona. "
Cooke ja työtoverit etsivät suurta tilavuutta maailmankaikkeudesta z: llä, joka on vähintään yhtä suuri kuin tai yhtä suuri kuin 2, ja löysivät kaksi supervaloista supernovaa, punasiirtymissä 2,05 ja 3,90 - rikkoen edellisen supernovan punasiirtotietueen 2,36 ja viittaaen tuotantoon Erittäin valoisien supernovien nopeus näissä punasiirtoissa on vähintään 10 kertaa suurempi kuin läheisessä universumissa. Vaikka näiden kahden objektin spektrien perusteella on epätodennäköistä, että niiden esivaihtajat olisivat ensimmäisten tähtien sukupolven joukossa, nykyiset tulokset viittaavat siihen, että näiden tähtien havaitseminen ei välttämättä ole kaukana käsistämme.
Ensimmäisten tähtien havaitseminen antaa meille mahdollisuuden ymmärtää paljon paremmin maailmankaikkeuden ensimmäisiä tähtiä, Cooke sanoi.
"Pian iso räjähdyksen jälkeen maailmankaikkeudessa oli vain vetyä ja heliumia", hän sanoi. ”Kaikki muut elementit, joita näemme tänään ympärillämme, kuten hiili, happi, rauta ja pii, valmistettiin tähtiytimissä tai supernoova-räjähdyksissä. Ensimmäiset tähdet, jotka muodostuivat Ison räjähdyksen jälkeen, loivat puitteet pitkälle rikastuttavalle prosessille, joka lopulta tuotti monipuolisen joukon galakseja, tähtiä ja planeettoja, joita näemme tänään ympärillämme. Löytöksemme koettelevat varhaisessa vaiheessa maailmankaikkeudessa, joka on päällekkäinen sen ajan kanssa, jonka odotamme näkevän ensimmäiset tähdet. ”
Lähteet: Keckin observatorio, luonto
