G344.7-0.1:Når en stabil stjerne eksploderer

Hvide dværge er blandt de mest stabile stjerner. Efterladt på egen hånd, disse stjerner, der har opbrugt det meste af deres kernebrændsel – mens de stadig er typisk lige så massive som Solen – og skrumpet til en relativt lille størrelse, kan holde i milliarder eller endda billioner af år.

Imidlertid, en hvid dværg med en nærliggende ledsagerstjerne kan blive en kosmisk krudttønde. Hvis ledsagerens kredsløb bringer den for tæt på, den hvide dværg kan trække materiale fra sig, indtil den hvide dværg vokser så meget, at den bliver ustabil og eksploderer. Denne form for stjerneeksplosion kaldes en Type Ia supernova.

Selvom det er almindeligt accepteret af astronomer, at sådanne møder mellem hvide dværge og "normale" ledsagende stjerner er en sandsynlig kilde til type Ia supernovaeksplosioner, mange detaljer om processen er ikke godt forstået. En måde at undersøge eksplosionsmekanismen på er at se på de elementer, der er efterladt af supernovaen i dens affald eller ejecta.

Dette nye sammensatte billede viser G344.7-0.1, en supernovarest skabt af en Type Ia supernova, gennem forskellige teleskopers øjne. Røntgenstråler fra NASAs Chandra X-ray Observatory (blå) er blevet kombineret med infrarøde data fra NASAs Spitzer Space Telescope (gul og grøn) samt radiodata fra NSF's Very Large Array og Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation's Australia Telescope Compact Array (rød).

Chandra er et af de bedste værktøjer, der er tilgængelige for forskere til at studere supernova-rester og måle sammensætningen og fordelingen af ​​"tunge" elementer - dvs. alt andet end brint og helium - de indeholder.

Astronomer vurderer, at G344.7-0.1 er omkring 3, 000 til 6, 000 år gammel i Jordens tidsramme. På den anden side, de mest kendte og almindeligt observerede Type Ia-rester, inklusive Kepler, Tycho, og SN 1006, er alle eksploderet inden for det sidste årtusinde eller deromkring set fra Jorden. Derfor, dette dybe kig på G344.7-0.1 med Chandra giver astronomer et vindue ind i en vigtig fase senere i udviklingen af ​​en Type Ia-supernovarest.

Både den ekspanderende eksplosionsbølge og stjerneaffaldet producerer røntgenstråler i supernova-rester. Når affaldet bevæger sig udad fra den første eksplosion, det møder modstand fra omgivende gas og sænker farten, skabe en omvendt chokbølge, der bevæger sig tilbage mod midten af ​​eksplosionen. Denne proces er analog med en trafikprop på en motorvej, hvor som tiden går, vil et stigende antal biler standse eller bremse bag ulykken, får trafikprop til at køre baglæns. Det omvendte stød opvarmer affaldet til millioner af grader, får det til at gløde i røntgenstråler.

Type Ia-rester som Kepler, Tycho og SN 1006 er for unge til, at det omvendte stød har tid til sandsynligt at rejse baglæns for at opvarme alt affaldet i restens centrum. Imidlertid, den relativt høje alder på G344.7-0.1 betyder, at det omvendte stød har bevæget sig tilbage gennem hele affaldsfeltet.

En separat farveversion af kun Chandra-dataene viser røntgenstråling fra henholdsvis jern (blå) og silicium (rød), og røntgenstråler produceret ved acceleration af elektroner, da de afbøjes af kernerne af atomer, der er positivt ladede (grønne). Området med den højeste tæthed af jern og de bue-lignende strukturer af silicium er mærket.

Chandra-billedet af G344.7-0.1 viser, at området med den højeste tæthed af jern (blå) er omgivet af bue-lignende strukturer (grøn) indeholdende silicium. Lignende buelignende strukturer findes for svovl, argon, og calcium. Chandra-dataene tyder også på, at området med den højeste tæthed jern er blevet opvarmet af det omvendte stød for nylig end elementerne i de bue-lignende strukturer, hvilket antyder, at det er placeret nær det sande centrum af stjerneeksplosionen. Disse resultater understøtter forudsigelserne af modeller for Type Ia supernovaeksplosioner, som viser, at der produceres tungere elementer i det indre af en eksploderende hvid dværg.

Dette trefarvede Chandra-billede viser også, at det tætteste jern er placeret til højre for supernovarestens geometriske centrum. Denne asymmetri skyldes sandsynligvis, at gas, der omgiver resten, er tættere til højre end til venstre.

Forskningen blev offentliggjort i The Astrophysical Journal .