Forskere opdager de første røntgenstråler fra mystiske supernovaer

Eksploderende stjerner oplyste vejen for vores forståelse af universet, men forskere er stadig i mørke om mange af deres funktioner.

Et team af forskere, herunder forskere fra University of Chicago, synes at have fundet de første røntgenstråler fra type Ia supernovaer. Deres resultater er offentliggjort online 23. august i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Astronomer er vilde med type Ia -supernovaer, skabt, når en hvid dværgstjerne i et tostjernet system gennemgår en termonuklear eksplosion, fordi de brænder ved en bestemt lysstyrke. Dette gør det muligt for forskere at beregne, hvor langt væk de er fra Jorden, og dermed kortlægge afstande i universet. Men for nogle år siden, videnskabsmænd begyndte at finde type Ia supernovaer med en mærkelig optisk signatur, der antydede, at de bar en meget tæt kappe af cirkumstellært materiale omkring dem.

Et sådant tæt materiale ses normalt kun fra en anden type supernova kaldet type II, og skabes, når massive stjerner begynder at tabe masse. Den udstødte masse samler sig omkring stjernen; derefter, når stjernen kollapser, eksplosionen sender en chokbølge, der suser med supersoniske hastigheder ind i dette tætte materiale, producerer en byge af røntgenstråler. Således ser vi jævnligt røntgenstråler fra type II supernovaer, men de er aldrig blevet set fra type Ia supernovaer.

Da UChicago-ledede team undersøgte supernovaen 2012ca, optaget af Chandra X-ray Observatory, imidlertid, de opdagede røntgenfotoner, der kom fra scenen.

"Selvom andre type Ia'er med cirkumstellært materiale mentes at have tilsvarende høje tætheder baseret på deres optiske spektre, vi har aldrig før opdaget dem med røntgenstråler, " sagde undersøgelsens medforfatter Vikram Dwarkadas, forskningslektor i Institut for Astronomi og Astrofysik.

Mængderne af røntgenstråler, de fandt, var små - de talte 33 fotoner i den første observation halvandet år efter, at supernovaen eksploderede, og ti i en anden cirka 200 dage senere - men til stede.

"Dette ser bestemt ud til at være en Ia-supernova med betydeligt cirkumstellært materiale, og det ser ud til at være meget tæt, " sagde han. "Det, vi så, tyder på en tæthed omkring en million gange højere, hvad vi troede var maksimum omkring Ia's."

Det menes, at hvide dværge ikke mister masse, før de eksploderer. Den sædvanlige forklaring på det cirkelstellende materiale er, at det ville være kommet fra en ledsagerstjerne i systemet, men mængden af ​​masse foreslået af denne måling var meget stor, Dwarkadas sagde - langt større end man kunne forvente af de fleste ledsagerstjerner. "Selv de mest massive stjerner har ikke så høje massetabsrater på regelmæssig basis, " sagde han. "Dette rejser endnu en gang spørgsmålet om, hvordan præcis disse mærkelige supernovaer dannes."

"Hvis det virkelig er en Ia, det er en meget interessant udvikling, fordi vi ikke aner, hvorfor den ville have så meget cirkumstellært materiale omkring sig, " han sagde.

"Det er overraskende, hvad du kan lære af så få fotoner, " sagde hovedforfatter og Caltech-kandidatstuderende Chris Bochenek; hans arbejde med undersøgelsen dannede hans bachelorafhandling ved UChicago. "Med kun 10 af dem, vi var i stand til at udlede, at den tætte gas omkring supernovaen sandsynligvis er klumpet eller i en skive."

Flere undersøgelser til at lede efter røntgenstråler, og endda radiobølger, der kommer fra disse anomalier, kunne åbne et nyt vindue til at forstå sådanne supernovaer og hvordan de dannes, sagde forfatterne.