Stjernen, der overlevede en supernova

En supernova er den katastrofale eksplosion af en stjerne. Især termonukleære supernovaer signalerer fuldstændig ødelæggelse af en hvid dværgstjerne og efterlader intet. Det var i hvert fald, hvad modeller og observationer foreslog.

Så da et hold astronomer gik for at se på stedet for den ejendommelige termonukleare supernova SN 2012Z med Hubble-rumteleskopet, blev de chokerede over at opdage, at stjernen havde overlevet eksplosionen. Ikke alene havde den overlevet - stjernen var endnu lysere efter supernovaen, end den havde været før.

Førsteforfatter Curtis McCully, en postdoc-forsker ved UC Santa Barbara og Las Cumbres Observatory, publicerede disse resultater i en artikel i The Astrophysical Journal og præsenterede dem på en pressekonference ved det 240. møde i American Astronomical Society. De forvirrende resultater giver os ny information om oprindelsen af ​​nogle af de mest almindelige, men alligevel mystiske, eksplosioner i universet.

Disse termonukleære supernovaer, også kaldet Type Ia supernovaer, er nogle af de vigtigste værktøjer i astronomernes værktøjssæt til at måle kosmiske afstande. Begyndende i 1998 afslørede observationer af disse eksplosioner, at universet har udvidet sig med en stadigt accelererende hastighed. Dette menes at skyldes mørk energi, hvis opdagelse vandt Nobelprisen i fysik i 2011.

Selvom de er af afgørende betydning for astronomi, er oprindelsen af ​​termonukleære supernovaer dårligt forstået. Astronomer er enige om, at de er ødelæggelsen af ​​hvide dværgstjerner - stjerner, der omtrent er solens masse pakket ind i jordens størrelse. Hvad der får stjernerne til at eksplodere er ukendt. En teori hævder, at den hvide dværg stjæler stof fra en ledsagerstjerne. Når den hvide dværg bliver for tung, antændes termonukleare reaktioner i kernen og fører til en løbsk eksplosion, der ødelægger stjernen.

SN 2012Z var en mærkelig type termonuklear eksplosion, nogle gange kaldet en Type Iax supernova. De er de svagere, svagere fætre af den mere traditionelle Type Ia. Fordi de er mindre kraftige og langsommere eksplosioner, har nogle forskere teoretiseret, at de er fejlslagne Type Ia supernovaer. De nye observationer bekræfter denne hypotese.

I 2012 blev supernovaen 2012Z opdaget i den nærliggende spiralgalakse NGC 1309, som var blevet undersøgt i dybden og fanget på mange Hubble-billeder i årene op til 2012Z. Hubble-billeder blev taget i 2013 i en fælles indsats for at identificere, hvilken stjerne på de ældre billeder, der svarede til den stjerne, der var eksploderet. Analyse af disse data i 2014 var vellykket - videnskabsmænd var i stand til at identificere stjernen på den nøjagtige position af supernovaen 2012Z. Dette var første gang, at stamstjernen til en hvid dværgsupernova var blevet identificeret.

"Vi forventede at se en af ​​to ting, da vi fik de seneste Hubble-data," sagde McCully. "Enten ville stjernen være helt forsvundet, eller måske ville den stadig have været der, hvilket betyder, at den stjerne, vi så på billederne før eksplosionen, ikke var den, der blæste i luften. Ingen forventede at se en overlevende stjerne, der var lysere . Det var et rigtigt puslespil."

McCully og holdet tror, ​​at den halveksploderede stjerne blev lysere, fordi den pustede op til en meget større tilstand. Supernovaen var ikke stærk nok til at blæse alt materialet væk, så noget af det faldt tilbage til det, der kaldes en bundet rest. Over tid forventer de, at stjernen langsomt vender tilbage til sin oprindelige tilstand, kun mindre massiv og større. Paradoksalt nok gælder det for hvide dværgstjerner, at jo mindre masse de har, jo større er de i diameter.

"Denne stjerne, der overlever, er lidt ligesom Obi-Wan Kenobi, der kommer tilbage som et kraftspøgelse i Star Wars," sagde medforfatter Andy Howell, adjungeret professor ved UC Santa Barbara og seniorforsker ved Las Cumbres Observatory. "Naturen forsøgte at slå denne stjerne ned, men den kom tilbage mere kraftfuld, end vi kunne have forestillet os. Det er stadig den samme stjerne, men tilbage i en anden form. Den overgik døden."

I årtier troede videnskabsmænd, at Type Ia-supernovaer eksploderer, når en hvid dværgstjerne når en vis grænse i størrelse, kaldet Chandrasekhar-grænsen, omkring 1,4 gange solens masse. Den model er faldet noget i unåde i de sidste par år, da mange supernovaer har vist sig at være mindre massive end dette, og nye teoretiske ideer har indikeret, at der er andre ting, der får dem til at eksplodere. Astronomer var ikke sikre på, om stjerner nogensinde kom tæt på Chandrasekhar-grænsen, før de eksploderede. Studieforfatterne mener nu, at denne vækst til den ultimative grænse er præcis, hvad der skete med SN 2012Z.

"Konsekvenserne for Type Ia supernovaer er dybe," siger McCully. "Vi har fundet ud af, at supernovaer i det mindste kan vokse til det yderste og eksplodere. Alligevel er eksplosionerne svage, i det mindste nogle gange. Nu skal vi forstå, hvad der får en supernova til at svigte og blive en Type Iax, og hvad der får en til at succes som Type Ia." + Udforsk yderligere

Billede:Hubble fanger de makulerede rester af en kosmisk eksplosion