Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Hoinga:Affald af stjerneeksplosion fundet på et uventet sted

Sammensat røntgen- og radiobillede af Hoinga (se også Fig.2 og Fig.3). Røntgenstrålerne opdaget af eROSITA udsendes af det varme affald fra den eksploderede stamfader, hvorimod radioantennerne detekterer synkrotronemission fra relativistiske elektroner, som bremses ved det yderste restlag. Kredit:eROSITA/MPE (røntgen), CHIPASS / SPASS / N. Hurley-Walker, ICRAR-Curtin (Radio)

I den første undersøgelse af eROSITA røntgenteleskopet ombord på SRG, astronomer ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics har identificeret en tidligere ukendt supernova-rest, døbt "Hoinga". Fundet blev bekræftet i arkivradiodata og markerer den første opdagelse af et fælles australsk-eROSITA-partnerskab etableret for at udforske vores galakse ved hjælp af flere bølgelængder, fra lavfrekvente radiobølger til energiske røntgenstråler. Hoinga supernova-resten er meget stor og ligger langt fra det galaktiske plan - et overraskende første fund - hvilket antyder, at de næste år kan bringe mange flere opdagelser.

Massive stjerner ender deres liv i gigantiske supernovaeksplosioner, når fusionsprocesserne i deres indre ikke længere producerer nok energi til at modvirke deres gravitationssammenbrud. Men selv med hundredvis af milliarder af stjerner i en galakse, disse begivenheder er ret sjældne. I vores Mælkevej, astronomer vurderer, at en supernova skal ske i gennemsnit hvert 30. til 50. år. Mens selve supernovaen kun kan observeres på en tidsskala på måneder, deres rester kan påvises i omkring 100 000 år. Disse rester er sammensat af det materiale, der udstødes af den eksploderende stjerne ved høje hastigheder og danner stød, når de rammer det omgivende interstellare medium.

Omkring 300 sådanne supernova-rester er kendt i dag - meget mindre end de anslåede 1200, der burde kunne observeres i hele vores hjemlige galakse. Så, enten har astrofysikere misforstået supernovahastigheden, eller også er et stort flertal blevet overset indtil videre. Et internationalt hold af astronomer bruger nu eROSITA-røntgenteleskopets skyscanninger til at lede efter hidtil ukendte supernova-rester. Med temperaturer på millioner af grader, resterne af sådanne supernovaer udsender højenergistråling, dvs. de skal dukke op i røntgenundersøgelsesdata af høj kvalitet.

Udskæring af den første SRG/eROSITA all-sky undersøgelse. Hoinga supernova-resten er markeret. Den store lyse kilde i billedets nederste kvadrant er fra supernova-resten "Vela" med "Pupis-A". Billedfarverne er korreleret med energierne af de detekterede røntgenfotoner. Rød repræsenterer energiområdet 0,3-0,6 keV, grønt 0,6-1,0 keV og blåt 1,0-2,3 keV bølgebåndet. Kredit:SRG / eROSITA

"Vi var meget overraskede over, at den første supernova-rest dukkede op med det samme, " siger Werner Becker ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. Opkaldt efter den første forfatters hjembys romerske navn, "Hoinga" er den største supernova-rest, der nogensinde er opdaget i røntgenstråler. Med en diameter på omkring 4,4 grader, den dækker et område, der er omkring 90 gange større end fuldmånen. "I øvrigt, det ligger meget langt væk fra det galaktiske plan, hvilket er meget usædvanligt, " tilføjer han. De fleste tidligere søgninger efter supernova-rester har koncentreret sig om disken i vores galakse, hvor stjernedannelsesaktiviteten er højest og stjernerester derfor burde være flere, men det ser ud til, at mange supernova-rester er blevet overset af denne søgestrategi.

Efter at astronomerne fandt objektet i eROSITA all-sky data, de henvendte sig til andre ressourcer for at bekræfte dens natur. Hoinga er - selvom knap - også synlig i data taget af ROSAT røntgenteleskopet for 30 år siden, men ingen har bemærket det før på grund af dets svaghed og dets placering på høj galaktisk breddegrad. Imidlertid, den rigtige bekræftelse kom fra radiodata, spektralbåndet, hvor 90% af alle kendte supernova-rester blev fundet indtil videre.

"Vi gennemgik arkivradiodata, og den havde siddet der, venter bare på at blive opdaget, " undrer Natasha Walker-Hurley, fra Curtin University node af International Center for Radio Astronomy Research i Australien. "Radioemissionen i 10 år gamle undersøgelser bekræftede klart, at Hoinga er en supernova-rest, så der kan være endnu flere af disse derude, der venter på skarpe øjne."

eROSITA røntgenteleskopet vil udføre i alt otte undersøgelser af hele himlen og er omkring 25 gange mere følsomt end dets forgænger ROSAT. Begge observatorier blev designet, bygge og drives af Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. Astronomerne forventede at opdage nye supernova-rester i deres røntgendata i løbet af de næste par år, men de var overraskede over at identificere en så tidligt i programmet. Kombineret med det faktum, at signalet allerede er til stede i årtier gamle data, dette indebærer, at mange supernova-rester kan være blevet overset i fortiden på grund af lav overfladelysstyrke, være på usædvanlige steder eller på grund af anden nærliggende emission fra lysere kilder. Sammen med kommende radioundersøgelser, eROSITA røntgenundersøgelsen viser et stort løfte om at finde mange af de forsvundne supernova-rester, hjælper med at løse dette mangeårige astrofysiske mysterium.