Astronomer opdager, at heavy metal-supernovaen ryger ud

Mange rockstjerner kan ikke lide at spille efter reglerne, og en kosmisk er ingen undtagelse. Et hold astronomer har opdaget, at en ekstraordinært lys supernova fandt sted på et overraskende sted. Denne "tungmetal" supernova opdagelse udfordrer nuværende ideer om, hvordan og hvor sådanne superladede supernovaer opstår.

Supernovaer er nogle af de mest energiske begivenheder i universet. Når en massiv stjerne løber tør for brændstof, den kan kollapse på sig selv og skabe en spektakulær eksplosion, der kortvarigt overstråler en hel galakse, sprede vitale elementer ud i rummet.

I det seneste årti, astronomer har opdaget omkring halvtreds supernovaer, ud af de tusinder kendte, som er særligt kraftfulde. Disse eksplosioner er op til 100 gange lysere end andre supernovaer forårsaget af sammenbrud af en massiv stjerne.

Efter den nylige opdagelse af en af ​​disse "superluminous supernovaer", et hold af astronomer ledet af Matt Nicholl fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i Cambridge, Masse., har afsløret vitale spor om, hvor nogle af disse ekstraordinære genstande kommer fra.

Cambridge Universitys Arancha Delgado og hendes team opdagede denne supernova, døbt SN 2017egm, den 23. maj, 2017 med Den Europæiske Rumorganisations Gaia-satellit. Et hold ledet af Subo Dong fra Kavli Instituttet for Astronomi og Astrofysik brugte Nordic Optical Telescope til at identificere det som en superluminous supernova.

SN 2017egm er placeret i en spiralgalakse omkring 420 millioner lysår fra Jorden, hvilket gør den omkring tre gange tættere på end nogen anden superluminous supernova tidligere set. Dong indså, at galaksen var meget overraskende, da stort set alle kendte superluminous supernovaer er blevet fundet i dværggalakser, der er meget mindre end spiralgalakser som Mælkevejen.

Med udgangspunkt i denne opdagelse, CfA-holdet fandt ud af, at SN 2017egms værtsgalakse har en høj koncentration af grundstoffer, der er tungere end brint og helium, som astronomer kalder "metaller". Dette er det første klare bevis på et metalrigt fødested for en superluminous supernova. Dværggalakserne, der normalt er vært for superluminous supernovaer, er kendt for at have et lavt metalindhold, som blev anset for at være en væsentlig ingrediens til at lave disse eksplosioner.

"Superluminous supernovaer var allerede supernovaverdenens rockstjerner, " sagde Nicholl. "Vi ved nu, at nogle af dem kan lide heavy metal, så at sige, og eksplodere i galakser som vores egen Mælkevej."

"Hvis en af ​​disse forsvandt i vores egen galakse, den ville være meget lysere end nogen supernova i den registrerede menneskelige historie og ville være lige så lysstærk som fuldmånen, " sagde medforfatter Edo Berger, også af CfA. "Imidlertid, de er så sjældne, at vi sandsynligvis skal vente flere millioner år på at se en."

CfA-forskerne fandt også flere spor om arten af ​​SN 2017egm. I særdeleshed, deres nye undersøgelse understøtter ideen om, at en hurtigt roterende, stærkt magnetiseret neutronstjerne, kaldet en magnetar, er sandsynligvis motoren, der driver den utrolige mængde lys, der genereres af disse supernovaer.

Mens lysstyrken af ​​SN 2017egm og egenskaberne af magnetaren, der driver den, overlapper med andre superluminous supernovaer, mængden af ​​masse udstødt af SN 2017egm kan være lavere end den gennemsnitlige hændelse. Denne forskel kan indikere, at den massive stjerne, der førte til SN 2017egm, mistede mere masse end de fleste superluminous supernova-forfædre, før den eksploderede. Magnetarens spinhastighed kan også være langsommere end gennemsnittet.

Disse resultater viser, at mængden af ​​metaller højst kun har en lille effekt på egenskaberne af en superluminous supernova og den motor, der driver den. Imidlertid, den metalrige sort forekommer kun med omkring 10 % af satsen for de metalfattige. Lignende resultater er blevet fundet for udbrud af gammastråler forbundet med eksplosionen af ​​massive stjerner. Dette tyder på en tæt sammenhæng mellem disse to typer objekter.

Fra 4. juli 2017 til 16. september, 2017 er supernovaen ikke observerbar, fordi den er for tæt på Solen. Efter det, detaljerede undersøgelser bør være mulige i mindst et par år endnu.

"Dette burde slå alle rekorder for, hvor længe en superluminous supernova kan følges", sagde medforfatter Raffaella Margutti fra Northwestern University i Evanston, Illinois. "Jeg er spændt på at se, hvilke andre overraskelser dette objekt har i vente for os."

CfA-holdet observerede SN 2017egm den 18. juni med 60-tommer teleskopet ved Smithsonian Astrophysical Observatorys Fred Lawrence Whipple Observatory i Arizona.