Overflod af sjældne metal peger på en manglende ledsagerstjerne til supernovaen Cassiopeia A

Den massive stjerne, der eksploderede for at danne supernovaen kendt som Cassiopeia A, havde højst sandsynligt en ledsagerstjerne, der endnu ikke er blevet opdaget, en spektroskopisk analyse af RIKEN-astrofysikere tyder på. Dette vil sætte nyt skub i bestræbelserne på at lokalisere ledsageren.

Supernovaer er blandt de mest voldelige begivenheder i universet. De opstår, når en massiv stjerne opbruger sin forsyning af brændstof, og dens kerne kollapser under stjernens enorme tyngdekraft.

Mens teorier er blevet fremsat for at forklare de involverede processer, de mangler endnu at blive bekræftet af observationer. "De massive stjerners eksplosionsmekanismer er et langvarigt problem inden for astrofysik, " bemærker Toshiki Sato fra RIKEN High Energy Astrophysics Laboratory. "Vi har teoretiske scenarier, men vi vil gerne bekræfte dem ved observationer."

En vigtig parameter i undersøgelsen af ​​stjerners udvikling er forholdet mellem tungere grundstoffer og det letteste grundstof, brint - et forhold kendt som metalliciteten. Kort efter Big Bang, der var kun tre grundstoffer:brint, helium og lithium. Men med hver efterfølgende generation af stjerner, tungere grundstoffer er blevet mere og mere rigelige.

Startmetalliciteten af ​​en stjerne er en vigtig faktor for at bestemme dens skæbne. "Den oprindelige metallicitet påvirker måden en stjerne dør på, " siger Sato. "Så det er meget vigtigt at undersøge den oprindelige metallicitet for at forstå, hvordan en stjerne eksploderede."

Nu, Sato og hans medarbejdere har bestemt den oprindelige metallicitet af Cassiopeia A (fig. 1) for første gang. Det gjorde de ved at kombinere data fra de 13 observationer af supernovaen fra Chandra X-ray Observatory i løbet af de sidste 18 år for at finde forholdet mellem grundstofferne mangan og chrom på tidspunktet for eksplosionen. Fra dette forhold, de vurderede, at den oprindelige metallicitet af Cassiopeia A var lavere end Solens.

Cassiopeia A er kendt som en strippet kuvert supernova, fordi dens ydre lag af brint er blevet strippet væk. Men den lave initiale metallicitet antyder, at stjernevinden ville have været for svag til at fjerne brintlaget. Den eneste forklaring, der er tilbage, er, at den blev fjernet af en ledsagerstjerne - et overraskende fund, da der hidtil ikke er fundet nogen indikation af en ledsagerstjerne.

"Grunden til, at det ikke er blevet observeret, kan være, fordi det er en kompakt, svag genstand såsom et sort hul, en neutronstjerne eller en hvid dværg, " siger Sato. "Dette fund giver således en ny retning for at forstå oprindelsen af ​​Cassiopeia A. Vi håber, at det vil føre til et betydeligt fremskridt i forståelsen af ​​supernovaeksplosioners mekanisme."