Ultraviolet lys fra superluminous supernova nøgle til afslørende eksplosionsmekanisme

Et internationalt team af forskere har opdaget en måde at bruge observationer ved ultraviolette (UV) bølgelængder til at afdække karakteristika om superluminous supernovaer, der tidligere var umulige at bestemme, rapporterer en ny undersøgelse offentliggjort i Astrophysical Journal Letters den 3. august, 2017.

Holdet, ledet af Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) projektforsker Alexey Tolstov, studere stjerneeksplosioner kaldet Superluminous Supernovae (SLSNe), en ekstra lysstærk type supernova opdaget i det sidste årti, som er 10 til 100 gange lysere end almindelige supernovaer. For nylig, holdet stødte på Gaia16apd i en svag dværggalakse 1,6 milliarder lysår væk.

Denne SLSNe havde en ekstraordinær UV-lysemission for en supernova af sin art, men ingen kunne forklare, hvilken eksplosionsmekanisme, der kunne frembringe den funktion. Teoretikere har diskuteret, at Gaia16apd kunne passe til et af tre SLSNe -scenarier. Disse er par-ustabile supernovaer, have en stor masse af radioaktivt nikkel-56, eller en magnetardrevet supernova, hvor der ville være en hurtigt roterende og stærkt magnetiseret neutronstjerne som en ekstra energikilde, eller en chok-interagerende supernova, hvor supernova ejecta ville interagere med det omgivende tætte, cirkelformede stof (figur 2).

Forskere fra Kavli IPMU besluttede derfor at simulere hver model ved hjælp af flerfarvet strålingshydrodynamik for at studere lys i forskellige farver og bølgelængdeområder og se, om nogen af ​​simuleringerne matchede den observerede supernova. Disse simuleringer producerede ultraviolet, kurver for synligt lys og infrarødt lys, fotosfærisk radius og hastighed, gør det muligt at undersøge eksplosionens udseende ved enhver bølgelængde.

Ikke alene opdagede de, at Gaia16apd højst sandsynligt var en chok-interagerende supernova, Tolstov og hans team fandt en måde at modellere tre forskellige scenarier ved UV-bølgelængder ved hjælp af den samme numeriske teknik. I fremtiden, deres teknik kunne hjælpe forskere med at identificere eksplosionsmekanismen for supernova, de observerer.

"Den nuværende undersøgelse tager endnu et skridt til forståelsen af ​​superluminous supernovas fysik og hjælper med at identificere scenariet for eksplosionen. Observationerne og mere detaljerede modellering af de ejendommelige objekter, der ligner Gaia16apd, er meget efterspurgte for at finde ud af arten af fænomenet superluminous supernovaer, sagde Tolstov.

Det næste skridt i deres forskning vil være at anvende simuleringer på andre SLSNe, og gøre mere realistisk m