Tycho's supernova-restant: nieuw bewijs over de oorsprong van supernova's gevonden

Tycho's supernova-restant: nieuw bewijs over de oorsprong van supernova's gevonden

Anonim

door Chandra X-ray Centre

- Astronomen weten nu misschien de oorzaak van een historische supernova-explosie die een belangrijk type object is voor het onderzoeken van donkere energie in het universum. De ontdekking, gedaan met behulp van NASA's Chandra X-ray Observatory, levert ook sterk bewijs dat een ster de explosieve impact kan overleven die ontstaat wanneer een begeleidende ster supernova wordt.

De nieuwe studie onderzocht het overblijfsel van een supernova waargenomen door de Deense astronoom Tycho Brahe in 1572. Het object, kortweg Tycho genoemd, werd gevormd door een Type Ia supernova, een categorie van stellaire explosie nuttig bij het meten van astronomische afstanden vanwege hun betrouwbare helderheid . Type Ia supernova's zijn gebruikt om te bepalen dat het universum zich met een versnellende snelheid uitbreidt, een effect dat wordt toegeschreven aan de prevalentie van een onzichtbare, afstotende kracht door de ruimte die donkere energie wordt genoemd.

Een team van onderzoekers analyseerde een diepe Chandra-waarneming van Tycho en ontdekte een boog van röntgenemissie in het overblijfsel van de supernova. Bewijs ondersteunt de conclusie dat een schokgolf de boog creëerde toen een witte dwerg explodeerde en materiaal van het oppervlak van een nabijgelegen begeleidende ster blies.

"Er is een al lang bestaande vraag over wat de oorzaak is van type Ia-supernova's", zei Fangjun Lu van het Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences in Beijing. "Omdat ze worden gebruikt als stabiele bakens van licht over grote afstanden, is het van cruciaal belang om te begrijpen wat hen triggert."

Een populair scenario voor Type Ia supernova's betreft de fusie van twee witte dwergen. In dit geval mag er geen begeleidende ster of bewijs voor materiaal dat van een metgezel is gestraald bestaan. In de andere belangrijke concurrerende theorie, trekt een witte dwerg materiaal van een "normale" of zonachtige, metgezelster totdat een thermonucleaire explosie plaatsvindt. Beide scenario's kunnen zich onder verschillende omstandigheden voordoen, maar het laatste Chandra-resultaat van Tycho ondersteunt het laatste.

Bovendien lijkt de Tycho-studie de opmerkelijke veerkracht van sterren te laten zien, omdat de supernova-explosie heel weinig materiaal van de begeleidende ster lijkt te hebben vernietigd. Eerder hebben studies met optische telescopen een ster in het overblijfsel onthuld die veel sneller beweegt dan zijn buren, wat suggereert dat het de ontbrekende metgezel zou kunnen zijn.

"Het lijkt erop dat deze begeleidende ster vlak naast een extreem krachtige explosie stond en het relatief ongeschonden overleefde", zei Q. Daniel Wang van de Universiteit van Massachusetts in Amherst. "Vermoedelijk kreeg het ook een trap toen de explosie plaatsvond. Samen met de omloopsnelheid zorgt deze trap ervoor dat de begeleider nu snel door de ruimte reist."

Aan de hand van de eigenschappen van de röntgenboog en de kandidaat-stergenoot, bepaalde het team de baanperiode en de scheiding tussen de twee sterren in het binaire systeem vóór de explosie. De periode werd geschat op ongeveer 5 dagen en de scheiding was slechts ongeveer een miljoenste van een lichtjaar, of minder dan een tiende van de afstand tussen de zon en de aarde. Ter vergelijking: het overblijfsel zelf is ongeveer 20 lichtjaar breed.

Andere details van de boog ondersteunen het idee dat het van de begeleidende ster werd weggestraald. De röntgenemissie van het overblijfsel vertoont bijvoorbeeld een schijnbare "schaduw" naast de boog, consistent met het blokkeren van puin uit de explosie door de expanderende kegel van materiaal dat van de metgezel is gestript.

"Dit gestripte sterrenmateriaal was het ontbrekende stukje van de puzzel voor het argument dat de supernova van Tycho werd geactiveerd in een binair getal met een normale sterrengenoot", zei Lu. "We lijken dit stuk nu te hebben gevonden."

De vorm van de boog is anders dan elk ander kenmerk dat in het overblijfsel wordt gezien. Andere kenmerken in het interieur van het overblijfsel zijn recent aangekondigde strepen, die een andere vorm hebben en waarvan wordt gedacht dat ze kenmerken zijn in de buitenste ontploffingsgolf veroorzaakt door versnelling van de kosmische straling.

Deze resultaten verschijnen in het 1 mei nummer van The Astrophysical Journal . De andere auteurs van het artikel zijn MY Ge, JL Qu, SJ Zheng en Y. Chen van het Institute of High Energy Physics, en XJ Yang van Xiangtan University. Het Marshall Space Flight Center van NASA in Huntsville, Ala., Beheert het Chandra-programma voor het Science Mission Directorate van NASA in Washington. Het Smithsonian Astrophysical Observatory bestuurt Chandra's wetenschap en vluchtoperaties vanuit Cambridge, Mass.