Supernova-rest W49B undersøgt med XMM-Newton

Kinesiske astronomer, der bruger ESA's XMM-Newton-rumfartøjer, har undersøgt en lysende supernova-rest (SNR) kendt som W49B. Resultaterne af den nye undersøgelse, præsenteret i et papir offentliggjort den 16. marts på arXiv.org, kaste mere lys over egenskaberne af denne SNR og arten af ​​dens stamfader.

SNR'er er diffuse, ekspanderende strukturer som følge af en supernovaeksplosion. De indeholder udstødt materiale, der udvider sig fra eksplosionen, og andet interstellart materiale, der er blevet fejet op af passagen af ​​chokbølgen fra den eksploderede stjerne.

Undersøgelser af supernova-rester er vigtige for astronomer, da de spiller en nøglerolle i galaksernes udvikling, spreder de tunge grundstoffer, der er lavet i supernovaeksplosionen, i det interstellare medium (ISM) og giver den nødvendige energi til at opvarme ISM. SNR'er menes også at være ansvarlige for accelerationen af ​​galaktiske kosmiske stråler.

Beliggende højst sandsynligt mellem 26, 000 og 36, 800 lysår væk fra Jorden, W49B er en SNR med blandet morfologi. Det er en af ​​de første supernova-rester, der er detekteret med rekombinerende (overioniseret) plasma (RP) og også en af ​​de mest lysende SNR'er i Mælkevejen i 1,0 GHz-radiobåndet eller GeV-gammastråler.

Karakteren af ​​W49B's stamfader forbliver et åbent spørgsmål. Den mest plausible hypotese er, at det er en core-kollaps (CC) supernova, imidlertid, nogle undersøgelser foreslår, at det kunne være en termonuklear Type Ia SN, eller endda jet-drevet type Ib/Ic eksplosion. For at finde ud af, hvilket scenarie der er sandt, Lei Sun og Yang Chen fra Nanjing University i Kina analyserede arkiv XMM-Newton observationer af W49B.

"Vi udfører en omfattende røntgenspektroskopi og billedanalyse af SNR W49B ved hjælp af arkiverede XMM-Newton-data, " skrev astronomerne i avisen.

Undersøgelsen fandt spektrale beviser for overionisering af jern og også lettere elementer som silicium, natrium og calcium, i det ejecta-dominerede varme plasma af W49B. I øvrigt, forskningen begrænsede termiske og ioniseringsegenskaber af RP i denne SNR.

I særdeleshed, forskningen fandt, at RP i W49B har en multitemperatursammensætning og består af to komponenter med en samlet masse omkring 4,6 solmasser. De to komponenter viste sig begge at være domineret af ejecta-materialet, men karakteriseret ved forskellige elektrontemperaturer (ca. 1,60 og 0,64 keV) og rekombinationsaldre (ca. 6, 000 og 3, 400 år).

Desuden, XMM-Newton-dataene gav linjefluxbilleder og de tilsvarende breddekort over forskellige emissionslinjer for W49B. Analyse af dette datasæt indikerer, at den centrale stanglignende struktur af SNR har det højeste emissionsmål for næsten alle emissionslinjerne. I mellemtiden fordelingen af ​​metaloverflod viser klare lagdelte træk.

Kemisk undersøgelse af ejectaen i W49B fandt, at metaloverflodsforholdene understøtter kerne-kollaps supernova progenitor (med en masse under 15 solmasser) scenariet for den undersøgte SNR. Nogle resultater peger dog på en anden forklaring.

"Hvis W49B stammer fra en CC-eksplosion, vores resultater tyder på, at stamfadermassen er under 15 solmasser. Men den høje Mn-overflod (Mn/Fe> 1) vil være forvirrende i CC-sammenhæng. Hvis W49B stammer fra en Type Ia SN, vores resultater indikerer, at metaloverflodsforholdene kan være nogenlunde i overensstemmelse med en DDT [forsinket detonation] model med multi-spot tænding, men det røntgenudsendende ejekta tegner sig kun for ~10 procent af det samlede SN-ejekta, " konkluderede astronomerne.

© 2020 Science X Network