Supernova 2007bi var inte din typiska supernova: den var tio gånger ljusare än en supernova av typ Ia, vilket gjorde den till en av de mest energiska supernovahändelserna som någonsin spelats in. Astronomer från University of California Berkeley har analyserat explosionen, som registrerades av en robotundersökning 2007, och fann att det troligtvis är den första bekräftade observationen som någonsin gjorts av en par-instabil supernova, en typ av extremt energisk supernova som har varit teoretiserad men aldrig direkt bekräftad.
Den bekräftade observationen av en par-instabilitet-supernova har varit efterlängtad - teorin om att de finns har funnits sedan 1960-talet - men det verkar som om väntan är över. Supernova 2007bi, sett av den närliggande Supernova-fabriken i april 2007, är den första observerade supernova som passar räkningen för de otydligt stora andelen supernovaexplosioner med parinstabilitet. Ett team av astronomer under ledning av Alex Filippenko från University of California Berkeley publicerade sin analys i den 3: e utgåvan av Natur. Upptäckten gjordes ursprungligen av den närliggande Supernova-fabriken, och utsläppsspektra för händelsen togs med Keck-teleskopet och Very Large Telescope i Chile
Denna typ av supernovaer förekommer endast i stjärnor över 100 solmassor och är oerhört ljusa. Energiska gammastrålar skapas av den intensiva värmen i stjärnans kärna. Dessa gammastrålar skapar i sin tur antimateriella par av elektroner och positroner. På grund av denna antimatterproduktion minskas det utåt tryck som utövas av kärnreaktionerna i kärnan i stjärnan, och tyngdkraften tar över, snabbt kollapsar den massiva kärnan i stjärnan och skapar en supernova.
Det finns teorier för att vara två slag: de som exploderar med precis tillräckligt med kraft för att möjliggöra för massan runt den kvarvarande kärnan av stjärnan att rekombineras, och de som exploderar helt utan en smidgen kvar för att bilda ett svart hål eller neutronstjärna. Supernova 2006gy, som hade en ljusstyrka 10 gånger den för en typ Ia supernova, tros vara av den första sorten. Här är vår berättelse om den, Kan Antimatter driva Super-Luminous Supernovae? och Eta Carinae kanske också passar in i profilen. Dessa typer av par-instabilitets-supernovaer kommer att mata ut de yttre skalen i stjärnmaterialet, sätta sig i ett jämvikt och upprepa den processen tills massan är tillräckligt låg för att en normal supernova ska inträffa.
Men 2007bi var mycket för massiv för att slå sig ner och explodera flera gånger. Med en massa på 200 solar var den bortkörda termonukleära explosionen som inträffade i dess kärna tillräckligt energisk för att effektivt förånga hela stjärnan. Supernovaer med parinstabilitet i stjärnor över 130 solmassor lämnar inget kvar i vägen för svarta hål eller neutronstjärnor, men eftersom de är så energiska och lysande ger det ökande ljuset från explosionstoppen under mycket lång tid - 70 dagar i fallet av 2007bi.
Även om teamet upptäckte supernova nästan en vecka efter toppen kunde de beräkna ljuskurvanas längd. De studerade sedan resterna av explosionen under de kommande 555 dagarna när den bleknade bort.
Filippenko sa: ”Den stora delen av den enorma stjärnan hade smält till syre nära slutet av sitt liv och var väldigt het. Då förvandlades de mest energiska ljusfotonerna till elektron-positronpar och rånade kärnan av tryck och fick den att kollapsa. Detta ledde till en kärnkraftsexplosion som skapade en stor mängd radioaktivt nickel, vars förfall skapade den utkastade gasen och höll supernovaen synlig under lång tid. ”
Stjärnan var unik på ett annat sätt: den ligger i en närliggande dvärggalax, som innehåller lite annat än elementen väte och helium. På grund av detta är 2007bi ungefär som stjärnorna som fanns nära universums början, innan biljoner supernovor befolkade universumet med tyngre element. Att titta närmare på dvärggalaxier - universum har dem i spader, men de är ganska svaga - kan vara nyckeln till att observera fler supernovaer av denna typ. Att kunna studera dess explosion och eftereffekter kommer att ge forskare en titt på hur de tidigaste massiva stjärnorna agerade.
Källa: Berkeley Lab pressmeddelande
