Stjernetyv er den overlevende ledsager til en supernova

For sytten år siden, astronomer oplevede en supernova slukke 40 millioner lysår væk i galaksen kaldet NGC 7424, placeret i det sydlige stjernebillede Grus, kranen. Nu, i den falmende efterglød af den eksplosion, NASAs Hubble har taget det første billede af en overlevende ledsager til en supernova. Dette billede er det mest overbevisende bevis på, at nogle supernovaer stammer fra dobbeltstjernede systemer.

"Vi ved, at størstedelen af ​​massive stjerner er i binære par, "sagde Stuart Ryder fra Australian Astronomical Observatory (AAO) i Sydney, Australien og hovedforfatter af undersøgelsen. "Mange af disse binære par vil interagere og overføre gas fra den ene stjerne til den anden, når deres kredsløb bringer dem tæt sammen."

Ledsageren til supernovas afstamningsstjerne var ingen uskyldig tilskuer til eksplosionen. Det hævede næsten alt brint fra den dødsdømte stjernes stjernekonvolut, regionen, der transporterer energi fra stjernens kerne til dens atmosfære. Millioner af år før den primære stjerne gik til supernova, ledsagerens tyveri skabte en ustabilitet i den primære stjerne, får det til at episodisk blæse en kokon og skaller af hydrogengas af før katastrofen.

Supernovaen, kaldet SN 2001ig, er kategoriseret som en type IIb strippet-konvolut-supernova. Denne type supernova er usædvanlig, fordi de fleste, men ikke alle, af brintet er væk inden eksplosionen. Denne type eksploderende stjerne blev første gang identificeret i 1987 af teammedlem Alex Filippenko fra University of California, Berkeley.

Det er ikke helt klart, hvordan supernovaer med strippet kuvert mister den ydre kuvert. De blev oprindeligt antaget at komme fra enkeltstjerner med meget hurtig vind, der skubbede de ydre konvolutter af. Problemet var, at da astronomer begyndte at lede efter de primære stjerner, hvorfra supernovaer blev affødt, de kunne ikke finde dem til mange supernovaer med stripper.

"Det var især mærkeligt, fordi astronomer forventede, at de ville være de mest massive og de klareste forfaderstjerner, "forklarede teammedlem Ori Fox fra Space Telescope Science Institute i Baltimore." Også, det store antal supernovaer med stripper og konvolutter er større end forudsagt. "Dette faktum fik forskere til at teoretisere, at mange af de primære stjerner befandt sig i binære systemer med lavere masse, og de satte sig for at bevise det.

Det er ikke let at lede efter en binær ledsager efter en supernovaeksplosion. Først, det skal være relativt tæt på Jorden for at Hubble kan se en så svag stjerne. SN 2001ig og dets ledsager er ved denne grænse. Inden for dette afstandsområde, der går ikke mange supernovaer. Endnu vigtigere, astronomer skal kende den nøjagtige position gennem meget præcise målinger.

I 2002, kort efter at SN 2001ig eksploderede, forskere fastslog den præcise placering af supernovaen med European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT) i Cerro Paranal, Chile. I 2004, de fulgte derefter op med Gemini South Observatory i Cerro Pachón, Chile. Denne observation antydede først tilstedeværelsen af ​​en overlevende binær ledsager.

Ved at kende de nøjagtige koordinater, Ryder og hans team kunne fokusere Hubble på dette sted 12 år senere, som supernovas glød falmede. Med Hubbles udsøgte opløsning og ultraviolette egenskaber, de var i stand til at finde og fotografere den overlevende ledsager - noget kun Hubble kunne.

Før supernovaeksplosionen, bane mellem de to stjerner omkring hinanden tog omkring et år.

Da den primære stjerne eksploderede, det havde langt mindre indflydelse på den overlevende ledsager, end man kunne tro. Forestil dig en avocadogrop - der repræsenterer den tætte kerne af ledsagerstjernen - indlejret i en gelatinedessert - der repræsenterer stjernens gasformige konvolut. Når en chokbølge passerer igennem, gelatinen kan midlertidigt strække sig og vingle, men avocadograven ville forblive intakt.

I 2014, Fox og hans team brugte Hubble til at opdage ledsager til en anden Type IIb -supernova, SN 1993J. Imidlertid, de fangede et spektrum, ikke et billede. Sagen om SN 2001ig er første gang, en overlevende ledsager er blevet fotograferet. "Vi var endelig i stand til at fange stjernetyven, bekræfter vores mistanke om, at man skulle være der, "sagde Filippenko.

Måske så mange som halvdelen af ​​alle supernovaer med stripper, der har striber, har ledsagere-den anden halvdel mister deres ydre konvolutter via stjernevind. Ryder og hans team har det ultimative mål om præcist at bestemme, hvor mange supernovaer med strippede konvolutter, der har ledsagere.

Deres næste bestræbelse er at se på supernovaer med fuldstændig afskalning, i modsætning til SN 2001ig og SN 1993J, som kun blev fjernet omkring 90 procent. Disse fuldstændigt afskalede supernovaer har ikke meget chokinteraktion med gas i det omgivende stjernemiljø, da deres ydre konvolutter gik tabt længe før eksplosionen. Uden stødinteraktion, de falmer meget hurtigere. Det betyder, at holdet kun skal vente to eller tre år for at lede efter overlevende ledsagere.

I fremtiden, de håber også at kunne bruge James Webb -rumteleskopet til at fortsætte deres søgning.

Papiret om dette teams nuværende arbejde blev offentliggjort den 28. marts, 2018, i Astrofysisk Journal .