Bildkredit: Chandra
Kombinerade uppgifter från NASA: s Chandra röntgenobservatorium och infraröda observationer med Palomars 200-tums teleskop har avslöjat bevis för att ett gammastrålningsbrott, en av naturens mest katastrofala explosioner, inträffade i vår galax för några tusen år sedan. Supernova-resten, W49B, kan också vara den första rest av en gammastrålning som upptäcktes i Vintergatan.
W49B är en tunnformad nebula som ligger ungefär 35 000 ljusår från jorden. De nya uppgifterna avslöjar ljusa infraröda ringar, som ringar runt ett fat, och intensiv X-strålning från järn och nickel längs cylinderns axel.
"Dessa resultat ger spännande bevis på att en extremt massiv stjärna exploderade i två kraftfulla, motsatt riktade jets som var rika på järn," sade Jonathan Keohane från NASA: s Jet Propulsion Laboratory på en presskonferens vid American Astronomical Society-mötet i Denver. "Detta gör W49B till en främsta kandidat för att vara resterna av en gammastrålebrast som involverar en svart håls kollaps."
”Den närmaste kända gammastrålningen till jorden är flera miljoner ljusår bort? de flesta är miljarder ljusår avlägsna? så upptäckten av resterna av en i vår galax skulle vara ett stort genombrott, ”sa William Reach, en av Keohanes samarbetare från California Institute of Technology.
Enligt kollapsarteorin produceras gammastrålningsbrister när en massiv stjärna tar slut från kärnbränsle och stjärnkärnan kollapsar för att bilda ett svart hål omgiven av en skiva med extremt het, snabbt roterande, magnetiserad gas. Mycket av denna gas dras in i det svarta hålet, men en del slängs bort i motsatt riktade gasstrålar som rör sig nära ljusets hastighet.
En iakttagare i linje med en av dessa strålar skulle se en gammastrålning, en förblindande blixt där den koncentrerade kraften är lika med tio kvadrillionssolar i en minut eller så. Vyn vinkelrätt mot jetstrålarna är en mindre förvånande, men ändå spektakulär supernovaexplosion. För W49B lutas strålen från himmelplanet med cirka 20 grader.
Fyra ringar med cirka 25 ljusår i diameter kan identifieras i den infraröda bilden. Dessa ringar, som beror på varm gas, kastades förmodligen ut av den snabba rotationen av den massiva stjärnan några hundra tusen år innan stjärnan exploderade. Ringarna pressades utåt av en het vind från stjärnan några tusen år innan den exploderade.
Chandras bild och spektraldata visar att strålarna med multimillion-grad-Celsius-gas som sträcker sig längs cylinderns axel är rika på järn- och nickeljoner, i överensstämmelse med att de kastas ut från stjärnan. Detta skiljer explosionen från en konventionell supernova av typ II där de flesta av Fe och Ni går till att göra neutronstjärnan, och den yttre delen av stjärnan är det som kastas ut. Däremot spricker järn och nickel från centrum i den kollapsarmodellen av gammastråle längs strålen.
Vid ändarna av trumman blossar röntgenstrålningen ut för att skapa ett hett lock. Röntgenlocket omges av ett plattat moln av vätemolekyler som detekteras i det infraröda. Dessa funktioner indikerar att chockvågen som producerades av explosionen har stött på ett stort, tätt moln av gas och damm.
Scenariot som dyker upp är en där en massiv stjärna som bildats av ett tätt moln av damm, lyste ljust under några miljoner år medan han snurrade gasringar och skjuter bort dem och bildade ett nästan tomt hålrum runt stjärnan. Stjärnan genomgick sedan en supernovaexplosion av kollapsartyp som resulterade i en gammastrålning.
Observationerna av W49B kan hjälpa till att lösa ett problem som har bedeviled kollapsarmodellen för gammastrålning. Å ena sidan är modellen baserad på kollaps av en massiv stjärna, som normalt bildas av ett tätt moln. Å andra sidan indikerar observationer av efterglödningen av många gammastrålningsutbrott att explosionen inträffade i en gas med låg densitet. Baserat på W49B-uppgifterna är resolutionen som föreslagits av Keohane och kollegor att stjärnan hade snitit ut ett omfattande kavitet med låg densitet där explosionen senare inträffade.
"Denna stjärna verkar ha exploderat i en bubbla som den hade skapat," sade Keohane. "På något sätt grävde den sin egen grav."
NASA: s Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Hanterar Chandra-programmet för Office of Space Science, NASA: s huvudkontor, Washington. Northrop Grumman från Redondo Beach, Kalifornien, tidigare TRW, Inc., var den främsta utvecklingsentreprenören för observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerar vetenskap och flygoperationer från Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Originalkälla: Chandra News Release
