Stjernekollision udløser supernovaeksplosion

Astronomer har fundet dramatiske beviser på, at et sort hul eller en neutronstjerne spiralerede sig ind i kernen af ​​en ledsagerstjerne og fik den følgesvend til at eksplodere som en supernova. Astronomerne blev tippet af data fra Very Large Array Sky Survey (VLASS), et flerårigt projekt ved hjælp af National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array (VLA).

"Teoretikere havde forudsagt, at dette kunne ske, men det er første gang, vi rent faktisk har set sådan en begivenhed, " sagde Dillon Dong, en kandidatstuderende ved Caltech og hovedforfatter på et papir, der rapporterer om opdagelsen i tidsskriftet Videnskab .

Det første spor kom, da forskerne undersøgte billeder fra VLASS, som begyndte observationer i 2017, og fandt en genstand, der strålede radiobølger, men som ikke var dukket op i en tidligere VLA himmelundersøgelse, kaldet Faint Images of the Radio Sky at Tyve centimeter (FØRST). De gjorde efterfølgende observationer af objektet, betegnet VT 1210+4956, ved hjælp af VLA og Keck-teleskopet på Hawaii. De fastslog, at den lyse radioemission kom fra udkanten af ​​en dværg, stjernedannende galakse omkring 480 millioner lysår fra Jorden. De fandt senere ud af, at et instrument ombord på den internationale rumstation havde opdaget et udbrud af røntgenstråler, der kom fra objektet i 2014.

Dataene fra alle disse observationer gjorde det muligt for astronomerne at sammensætte den fascinerende historie om en århundreder lang dødsdans mellem to massive stjerner. Ligesom de fleste stjerner, der er meget mere massive end vores sol, disse to blev født som et binært par, tæt om hinanden. Den ene af dem var mere massiv end den anden og udviklede sig gennem sin normale, kernefusionsdrevet levetid hurtigere og eksploderede som en supernova, efterlader enten et sort hul eller en supertæt neutronstjerne.

Det sorte hul eller neutronstjernens kredsløb voksede støt tættere på sin ledsager, og for omkring 300 år siden kom den ind i ledsagerens atmosfære, starter dødsdansen. På dette tidspunkt, interaktionen begyndte at sprøjte gas væk fra ledsageren ud i rummet. Den udstødte gas, spiral udad, dannede en ekspanderende, ringformet ring, kaldet en torus, omkring parret.

Til sidst, det sorte hul eller neutronstjernen gjorde sin vej indad til ledsagerstjernens kerne, afbryde atomfusionen og producere den energi, der forhindrede kernen i at kollapse af dens egen tyngdekraft. Da kernen kollapsede, den dannede kortvarigt en skive af materiale, der kredsede tæt om den ubudne gæst, og drev en stråle af materiale ud fra skiven med hastigheder, der nærmede sig lysets, borer sig gennem stjernen.

"Det jetfly er det, der producerede røntgenstrålerne set af MAXI-instrumentet ombord på den internationale rumstation, og dette bekræfter datoen for denne begivenhed i 2014, " sagde Dong.

Sammenbruddet af stjernens kerne fik den til at eksplodere som en supernova, efter sin søskendes tidligere eksplosion.

"Den ledsagende stjerne skulle til sidst eksplodere, men denne fusion fremskyndede processen, " sagde Dong.

Materialet, der blev slynget ud af supernovaeksplosionen i 2014, bevægede sig meget hurtigere end det materiale, der tidligere blev smidt af fra ledsagestjernen, og på det tidspunkt VLASS observerede objektet, supernova-eksplosionen kolliderede med det materiale, forårsagede kraftige stød, der frembragte den lyse radioemission, som VLA'en havde set.

"Alle brikkerne i dette puslespil passer sammen for at fortælle denne fantastiske historie, " sagde Gregg Hallinan fra Caltech. "Resten af ​​en stjerne, der eksploderede for længe siden, kastede sig ind i sin følgesvend, forårsager det, også, at eksplodere, " han tilføjede.

Nøglen til opdagelsen, Hallinan sagde, var Vlass, som afbilder hele himlen, der er synlig på VLA's breddegrad - omkring 80 procent af himlen - tre gange over syv år. Et af målene med at gøre VLASS på den måde er at opdage forbigående objekter, såsom supernovaeksplosioner, der udsender skarpt ved radiobølgelængder. Denne supernova, forårsaget af en stjernefusion, imidlertid, var en overraskelse.

"Af alle de ting, vi troede, vi ville opdage med VLASS, dette var ikke en af ​​dem, " sagde Hallinan.