Massive stjerner usædvanlig død varsler fødslen af ​​en kompakt neutronstjerne binær

Carnegies Anthony Piro var en del af et Caltech-ledet team af astronomer, der observerede den særegne død af en massiv stjerne, der eksploderede i en overraskende svag og hurtigt falmende supernova, muligvis skaber et kompakt neutronstjerne binært system. Piros teoretiske arbejde gav afgørende kontekst for opdagelsen. Deres resultater offentliggøres af Videnskab .

Observationer foretaget af Caltech-teamet-herunder hovedforfatter Kishalay De og projektlederforsker Mansi Kasliwal (selv en tidligere Carnegie postdoc)-tyder på, at den døende stjerne havde en uset ledsager, som gravitationsmæssigt hævede det meste af stjernens masse væk, inden den eksploderede som en supernova. Eksplosionen menes at have resulteret i en neutronstjerne binær, foreslår, at for første gang, forskere har været vidne til fødslen af ​​et binært system som det, der først blev observeret at kollidere af Piro og et team af Carnegie og UC Santa Cruz -astronomer i august 2017.

En supernova opstår, når en massiv stjerne - mindst otte gange solens masse - udtømmer sit atombrændstof, får kernen til at falde sammen og derefter rebound udad i en kraftig eksplosion. Efter at stjernens ydre lag er sprængt væk, alt der er tilbage er en tæt neutronstjerne - en eksotisk stjerne på størrelse med en by, men som indeholder mere masse end Solen.

Som regel, meget materiale - mange gange solens masse - ses at blive sprængt væk i en supernova. Imidlertid, begivenheden, som Kasliwal og hendes kolleger observerede, kaldet iPTF 14gqr, skubbes kun en femtedel af solens masse ud.

"Vi så denne massive stjernes kernekollaps, men vi så bemærkelsesværdigt lidt masse skubbet ud, "Siger Kasliwal." Vi kalder dette en ultra-strippet konvolut-supernova, og det er længe blevet forudsagt, at de eksisterer. Det er første gang, vi overbevisende har set kernekollaps af en massiv stjerne, der er så blottet for stof. "

Piros teoretiske modellering guidede fortolkningen af ​​disse observationer. Dette gjorde det muligt for observatørerne at udlede tilstedeværelsen af ​​tæt materiale omkring eksplosionen.

"Opdagelser som dette viser, hvorfor det har været så vigtigt at opbygge en teoretisk astrofysikgruppe på Carnegie, "Sagde Piro." Ved at kombinere observationer og teori sammen, vi kan lære meget mere om disse fantastiske begivenheder. "

Det faktum, at stjernen overhovedet eksploderede, indebærer, at den tidligere må have haft meget materiale, eller dens kerne ville aldrig være vokset stor nok til at falde sammen. Men hvor gemte den manglende masse sig? Forskerne udledte, at massen måtte have været stjålet af en kompakt ledsagerstjerne, såsom en hvid dværg, neutronstjerne, eller sort hul.

Neutronstjernen, der blev efterladt fra supernovaen, må da være blevet født i kredsløb med denne kompakte ledsager. Fordi denne nye neutronstjerne og dens ledsager er så tæt på hinanden, de vil til sidst smelte sammen i en kollision. Faktisk, fusionen af ​​to neutronstjerner blev først observeret i august 2017 af Piro og et team af Carnegie og UC Santa Cruz astronomer, og sådanne begivenheder menes at producere de tunge elementer i vores univers, såsom guld, platin, og uran.

Begivenheden blev først set på Palomar Observatory som en del af den mellemliggende Palomar Transient Factory (iPTF), en natlig undersøgelse af himlen for at lede efter forbigående, eller kortvarig, kosmiske begivenheder som supernovaer. Fordi iPTF -undersøgelsen holder så tæt øje med himlen, iPTF 14gqr blev observeret i de allerførste timer efter at den var eksploderet. Da jorden roterede, og Palomar -teleskopet bevægede sig uden for rækkevidde, astronomer rundt om i verden samarbejdede om at overvåge iPTF 14gqr, kontinuerligt observere dens udvikling med et antal teleskoper, der i dag danner Global Relay of Observatories Watching Transients Happen (VÆKST) netværk af observatorier.