Afslører den ensomme oprindelse af Cassiopeia A, en af ​​de mest berømte supernova-rester

Massive stjerner afslutter deres liv med energiske eksplosioner kendt som supernovaer. Supernovaer med strippet hylster viser svage eller ingen spor af brint i deres ejekta, hvilket betyder, at stjernen mister de fleste eller alle sine brintrige ydre lag, før den eksploderer.

Forskere antager, at disse stjerner hovedsageligt stammer fra binære stjernesystemer, hvor en af ​​stjernerne river de ydre lag af den anden stjerne af med sin tyngdekraft – der er gjort mange anstrengelser for at opdage den tilbageværende ledsagerstjerne, der følger sådanne supernovaer med strippet hylster. I nogle undersøgelser, ledsagerstjernen blev registreret, men der er også adskillige tilfælde, hvor ledsageren ikke kunne findes, udgør et alvorligt problem for den binære hypotese. Den mest berømte sag er Cassiopeia A (Cas A), en supernovarest med strippet hylster, der forventes at have en stjerneledsager, selvom der ikke er fundet noget i dets eksplosive efterspil.

I en nyligt offentliggjort undersøgelse ledet af ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), forskere foreslår et nyt scenarie for at skabe disse ensomme, strippede konvolutstjerner.

OzGrav-forsker og hovedforfatter af undersøgelsen Dr. Ryosuke Hirai forklarer:"I vores scenarie, stjernen med strippet konvolut plejede at have en binær følgesvend med en masse meget lig den selv. Fordi masserne ligner hinanden, de har meget ens levetider, hvilket betyder, at eksplosionen af ​​den første stjerne vil ske, når den anden stjerne er tæt på at dø, også."

I de sidste millioner år af deres liv, massive stjerner er kendt for at blive røde supergiganter med ustabile og opblæste ydre lag. Så hvis den første supernova i det dobbelte stjernesystem rammer den hævede røde superkæmpe, det kan nemt fjerne de ydre lag, hvilket gør det til en stjerne med strippet konvolut. Stjernerne forstyrrer efter supernovaen, så den sekundære stjerne bliver en ensom stjerneenke og vil se ud til at være single, når den eksploderer 1 million år senere.

OzGrav-forskerne udførte hydrodynamiske simuleringer af en supernova, der kolliderer med en rød supergigant for at undersøge, hvor meget masse der kan fjernes gennem denne proces. De fandt ud af, at hvis de to stjerner er tæt nok på, supernovaen kan fjerne næsten 90 % af hylsteret – det ydre lag – af ledsagestjernen.

"Dette er nok til, at den anden supernova i det binære system bliver en supernova med strippet hylster, bekræfter, at vores foreslåede scenarie er plausibelt, " siger Hirai. "Selv om det ikke er tæt nok, det kan stadig fjerne en stor del af de ydre lag, hvilket gør den allerede ustabile kuvert endnu mere ustabil, fører til andre interessante fænomener som pulseringer eller udbrud."

Hvis OzGravs scenarie indtræffer, den afisolerede kappe burde flyde som en ensidet skal i omkring 30 til 300 lysår væk fra det andet supernovasted. Nylige observationer viste, at der er, Ja, en skal af materiale placeret omkring 30 til 50 lysår væk fra Cas A.

Hirai tilføjer, "Dette kan være indirekte bevis på, at Cas A oprindeligt blev skabt gennem vores scenarie, hvilket forklarer, hvorfor den ikke har en binær ledsagerstjerne. Vores simuleringer beviser, at vores nye scenarie kunne være en af ​​de mest lovende måder at forklare oprindelsen af ​​en af ​​de mest berømte supernova-rester, Cas A."

OzGrav-forskerne forudsiger også, at dette scenarie har en meget bredere vifte af mulige resultater - f.eks. den kan producere et tilsvarende antal delvist strippede stjerner. I fremtiden, det vil være interessant at udforske, hvad der sker med disse delvist strippede stjerner, og hvordan de kan observeres.