Kosmisk hånd, der rammer en væg

Bevægelser af en bemærkelsesværdig kosmisk struktur er blevet målt for første gang, ved hjælp af NASAs Chandra X-ray Observatory. Sprængningsbølgen og affald fra en eksploderet stjerne ses bevæge sig væk fra eksplosionsstedet og kollidere med en mur af omgivende gas.

Astronomer vurderer, at lyset fra supernovaeksplosionen nåede Jorden omkring 1, 700 år siden, eller da Maya-imperiet blomstrede og Jin-dynastiet regerede Kina. Imidlertid, efter kosmiske standarder supernova-resten dannet af eksplosionen, kaldet MSH 15-52, er en af ​​de yngste i Mælkevejen. Eksplosionen skabte også en ultratæt, magnetiseret stjerne kaldet en pulsar, som derefter blæste en boble af energiske partikler, en røntgenstråletåge.

Siden eksplosionen er supernova-resten lavet af affald fra den knuste stjerne, plus eksplosionens eksplosionsbølge - og røntgentågen har ændret sig, efterhånden som de udvider sig udad i rummet. Især supernovaresten og røntgentågen ligner nu formen af ​​fingre og en håndflade.

Tidligere, astronomer havde frigivet en fuld Chandra-visning af 'hånden, ' som vist i hovedgrafikken. En ny undersøgelse rapporterer nu, hvor hurtigt supernova-resten forbundet med hånden bevæger sig, da den rammer en gassky kaldet RCW 89. Den inderste kant af denne sky danner en gasvæg placeret omkring 35 lysår fra eksplosionens centrum.

For at spore bevægelsen brugte holdet Chandra-data fra 2004, 2008, og derefter et kombineret billede fra observationer taget i slutningen af ​​2017 og begyndelsen af ​​2018. Disse tre epoker er vist i indsættelsen af ​​hovedgrafikken.

Rektangelet (fikseret i rummet) fremhæver bevægelsen af ​​eksplosionens eksplosionsbølge, som er placeret nær en af ​​fingerspidserne. Denne funktion bevæger sig med næsten 9 millioner miles i timen. De faste firkanter omslutter klumper af magnesium og neon, der sandsynligvis er dannet i stjernen, før den eksploderede og skød ud i rummet, når stjernen eksploderede. Noget af dette eksplosionsrester bevæger sig med endnu hurtigere hastigheder på mere end 11 millioner miles i timen. En farveversion af 2018-billedet viser fingrene i blåt og grønt og klumper af magnesium og neon i rødt og gult.

Mens disse er overraskende høje hastigheder, de repræsenterer faktisk en opbremsning af resterne. Forskere vurderer, at for at nå den fjerneste kant af RCW 89, materiale skulle i gennemsnit rejse med næsten 30 millioner miles i timen. Dette estimat er baseret på supernovarestens alder og afstanden mellem eksplosionens centrum og RCW 89. Denne forskel i hastighed indebærer, at materialet har passeret gennem et lavdensitetshulrum af gas og derefter er blevet betydeligt bremset ved at løbe ind i RCW 89.

Den eksploderede stjerne mistede sandsynligvis en del af eller hele sit ydre lag af brintgas i en vind, danner et sådant hulrum, før den eksploderer, det samme gjorde stjernen, der eksploderede for at danne den velkendte supernova-rest Cassiopeia A (Cas A), som er meget yngre i en alder af omkring 350 år. Omkring 30 % af de massive stjerner, der kollapser for at danne supernovaer, er af denne type. De klumper af affald, der ses i 1, 700 år gammel supernova-rest kunne være ældre versioner af dem, der ses i Cas A ved optiske bølgelængder med hensyn til deres begyndelseshastigheder og tætheder. Det betyder, at disse to objekter kan have den samme underliggende kilde til deres eksplosioner, hvilket sandsynligvis er relateret til, hvordan stjerner med strippet brintlag eksploderer. Imidlertid, astronomer forstår ikke detaljerne i dette endnu og vil fortsætte med at studere denne mulighed.

Et papir, der beskriver disse resultater, udkom i juni 1, 2020, spørgsmål af The Astrophysical Journal Letters , og et fortryk er tilgængeligt online. Forfatterne af undersøgelsen er Kazimierz Borkowski, Stephen Reynolds, og William Miltich, hele North Carolina State University i Raleigh.