Sporede supernova-forgængere

For første gang vil astronomer finde potentielle forløbere af en supernova af type 1c

En varm, blå gigant - det er sådan som forgængeren til Supernova Type 1c kan se ud. © NASA / ESA, J. Olmsted (STScI)
læst op

Blå, ekstremt massiv og meget varm: astronomer har for første gang lokaliseret forgængerstjernen i en type 1c supernova - kernens sammenbrud af en stjerne uden dens skal af brint og helium. Selvom denne supernova forekommer hos 20 procent af de massive stjerner, har astronomer undret sig over, hvordan stjernen i denne eksplosion ser ud i 20 år. Nu har de først opdaget optagelser af en sådan type 1c forgænger. Hvordan han ser nøjagtigt ud, men forbliver forvirrende i øjeblikket.

Når massive stjerner når slutningen af ​​deres livscyklus, eksploderer de i en supernova. Hvide dværge i et binært system ender som Supernova Type 1a. De fleste andre stjerner gennemgår imidlertid et nukleart kollaps, der skaber en neutronstjerne eller et sort hul. I nogle tilfælde mister imidlertid stjernen sin ydre skal af brint og helium før eksplosionen - astronomer kalder det en supernova af type 1c.

Søg efter forgængerens stjerne

"Supernovas af type 1c forekommer hos de mest massive stjerner, " siger første forfatter Schuyler Van Dyk fra Californien Teknologiske Institut i Pasadena. ”Men astronomer har forgæves forsøgt at finde forgængeren til en sådan supernova i 20 år.” Problemet: Mange af disse stellare eksplosioner var for langt væk eller fandt sted midt i lyse stjerneklynger, hvilket gjorde deres meget svagere forgængers stjerner næsten usynlige for os.

Men i 2017 kom astronomer til hjælp ved et heldigt tilfælde: et teleskop observerede endnu en gang en supernova af type 1c. Denne gang var det imidlertid "kun" 65 millioner lysår væk i en nærliggende spiralgalakse. For at finde forgængeren søgte forskerne nu arkiverne i Hubble-rumteleskopet for optagelser af denne himmelregion. Deres håb: Måske havde teleskopet taget forgængerstjernen et par år før supernovaen.

Hubble-billede af spiralgalaksen NGC 3938 og i udklip supernovaen samt forgængerkandidaten © NASA / ESA, S. Van Dyk (Caltech) og W. Li (University of California)

Hot, blå forgænger kandidat

Faktisk fandt de det, de ledte efter: på et Hubble-fotografi fra 2007 opdagede de en lys, blålig lysende genstand, der var placeret nøjagtigt, hvor stjernestørsten eksploderede. "Dette er første gang, en forfædrekandidat er identificeret til en supernova Type 1c, " siger Van Dyk. ”At finde ham er så at sige hovedpræmien for en sådan søgning.” Ad

Deres opdagelse blev bekræftet af et andet forskerteam ledet af Charles Kilpatrick fra University of California i Santa Cruz. De var baseret på infrarøde billeder af Keck-observatoriet på Hawaii for at indsnævre placeringen og mulige egenskaber for supernovaen og dermed af rovdyret. "De ekstremt høje opløsninger af Keck-billeder gjorde det muligt for os at bestemme eksplosionens placering med høj præcision, " siger Kilpatrick. De blev også involveret i de samme Hubble-optagelser.

Enkelt stjerne eller tung dobbelt?

Dog: Hvad der præcist er den varme, blå genstand er hidtil uklar. I henhold til de spektrale træk og stjernemodeller kunne forgængeren være en ekstremt massiv stjerne på 45 til 55 solmasser. Han ville så have mistet sit helvede af brint og helium på grund af den stærke stjernevind - hvilket ville være meget muligt i betragtning af et tæt befolket miljø, som forskerne forklarer.

Imidlertid ville det også være muligt at have et usædvanligt massivt dobbeltstjernesystem, hvor den større partner vejer 60 til 80 solmasser, og den mindre omkring 48 solmasser. I dette scenarie mister den større stjerne sin skal på grund af påvirkningen af ​​tyngdekraften af ​​sin tæt omkringliggende partner. Et binært stjernesystem af to så tunge partnere er imidlertid i modstrid med de mest almindelige modeller.

Hvilket scenario er rigtigt?

"Vi var overrasket over, hvor massiv denne forgænger ser ud til at være, " siger Van Dyk. ”Og mest af alt blev vi ramt af muligheden for, at et så massivt binært stjernesystem muligvis har skabt denne supernova.” Selvom nyere modeller bestemt ser dobbeltstjerner som ophavsmænd til sådanne eksplosioner, antager de meget mere verdslige systemer som astronomerne forklarer.

"At finde ud af, hvilke af disse scenarier der er rigtige for Supernova Type 1c, vil afgørende påvirke vores forståelse af stjernedannelse og stjernernes udvikling, " sagde medforfatter Ori Fox fra Space Telescope Science Institute i Baltimore. ”Og dette er spørgsmål, der ikke kun vedrører supernova-forskere, men alle astronomer.” Hidtil er imidlertid ikke engang udelukket, at det lyse, blålysende objekt faktisk er en stjerne-klynge, hvor den faktiske Vorg nger skjule.

Løsning af gåten i de kommende år

De, der virkelig ligger bag supernova Type1c, kunne kun i de kommende år kl ren. For nu, hvor positionen som Vorg nger-kandidaten er klar, ønsker astronomerne at holde øje med eksplosionens placering. Fordi efterglødet af eksplosionen bliver svagere i løbet af tiden og derefter rydder synet på hvad der blev tilbage med supernovaen.

"En vigtig test vil være om få år, når supernovaen falmer, at fortsætte med at observere dette sted med Hubble-teleskopet eller James Webb-rumteleskopet, " siger forskerne. "Hvis de binære stjernemodeller er korrekte, ville en lys ledsagerstjerne stadig være synlig på supernova-stedet." (The Astrophysical Journal, 2018; a href = "https://doi.org/10.3847/1538-4357 / aac32c "target =" _ blank "> doi: 10.3847 / 1538-4357 / aac32c)

(Keck Observatory, Caltech, NASA, 16.11.2018 - NPO)