Vad hände för 400 år sedan för att skapa denna fantastiska vackra supernova-rest - och fanns det två skyldiga eller bara en? Denna Hubble-rymdteleskopvy av en typ Ia-skapad rest har hjälpt astronomer att lösa ett långvarigt mysterium om den typ av stjärnor som orsakar några supernovaer, känd som en stamfader.
”Fram till denna tidpunkt visste vi inte riktigt var den här typen av supernova kom ifrån, trots att vi studerade dem i årtionden,” sa Ashley Pagnotta från Louisiana State University och talade vid en pressmöte vid American Astronomical Society-mötet på onsdag. "Men vi kan nu säga att vi har den första definitiva identifieringen av en avstammare av typ 1a, och vi vet att den här måste ha haft en dubbel degenererad förfäder - det är det enda alternativet."
Denna supernova-rest som har ett telefonnummerliknande namn SNR 0509-67.5, ligger 170 000 ljusår bort i stor Magellanic Cloud-galaxen.
Astronomer har länge misstänkt att två stjärnor var ansvariga för explosionen - som är fallet med de flesta supernovaer av typ 1a - men var inte säkra på vad som utlöste explosionen. En förklaring kan vara att det orsakades av massöverföring från en följeslagare stjärna där en närliggande stjärna slänger material på en vit dvärgkamrat, vilket sätter igång en kedjereaktion som orsakar en av de mest kraftfulla explosionerna i universum. Detta är känt som den "enstaka degenererade" vägen - som verkar vara den mest troliga, vanliga och mest föredragna förklaringen för många supernovaer av typ 1a.
Det andra alternativet är kollisionen mellan två vita dvärgar, som kallas 'dubbel-degenererade, vilket verkar vara den mindre vanliga och inte så allmänt accepterade förklaringen för supernovaer. För många astrofysiker verkade koncentrationsscenariot vara mindre troligt eftersom alltför få system med dubbla vita dvärgar tycks existera; verkligen verkar det finnas bara en handfull som har upptäckts hittills.
Problemet med SNR 0509-67.5 var att astronomer inte kunde hitta någon rest av följeslagaren. Det var därför det dubbla degenererade scenariot beaktades, eftersom det i så fall inte finns något kvar eftersom båda vita dvärgarna konsumeras i explosionen. När det gäller en enda stamfader kommer den icke-vita dvärgstjärnan fortfarande att vara nära explosionen och kommer fortfarande att se mycket ut som den gjorde före explosionen.
Därför har ett möjligt sätt att skilja mellan de olika föräldermodellerna varit att titta djupt i mitten av en gammal supernova-rest för att söka efter den före detta följeslagaren.
"Vi vet att Hubble har den känslighet som är nödvändig för att upptäcka de svagaste resterna av vita dvärgar som kan ha orsakat sådana explosioner," säger ledarutredaren Bradley Schaefer från LSU. "Logiken här är densamma som det berömda citatet från Sherlock Holmes: 'när du har eliminerat det omöjliga måste allt som återstår, oavsett osannolikt, vara sanningen.'"
År 2010 förberedde Schaefer och Pagnotta ett förslag att leta efter alla svaga ex-följeslagare stjärnor i mitten av fyra supernovarester i det stora magellanska molnet när de såg en astronomi Bild av dagen foto som visar en bild Hubble rymdteleskopet redan hade hade tagit av en av sina målrester, SNR 0509-67.5.
(Obs: APOD-bilden den 12 januari 2012 är av SNR 0509-67.5!)
Eftersom återstoden framträder som ett trevligt symmetriskt skal eller bubbla, kan det geometriska mitten bestämmas exakt. När de mer detaljerat analyserade den centrala regionen fann de att den var helt tom för stjärnor ner till gränsen för de svagaste föremål som Hubble kan upptäcka på fotona. Den unga åldern innebär också att alla överlevande stjärnor inte har flyttat långt från explosionens plats. De kunde stänga av listan över alla möjliga degenererade scenarier och satt kvar med den dubbla degenererade modellen där två vita dvärgar kolliderar.
"Eftersom vi kan utesluta alla möjliga enskilda degenerater, vet vi att det måste vara ett dubbelt degenererat," sade Pagnotta. "Orsaken till SNR 0509-67.5 kan bäst förklaras av två snävt kretsade vita dvärgstjärnor som snurrar närmare och närmare tills de kolliderade och exploderade."
Pagnotta noterade också att denna supernova egentligen inte är en vanlig supernova av typ 1a, utan en underklass som heter 1991t, vilket är en extra ljus supernova.
Ett papper 2010 av Marat Gilfanov från Max Planck Institute for Astrophysics indikerade att kanske många supernova av typ 1a orsakades av två vita dvärgstjärnor som kolliderade, vilket var en överraskning för många astronomer. Dessutom undersöker en ny recension av supernova SN 2011fe, som exploderade i augusti 2011, möjligheten för den dubbla degenererade stamfäderna. En öppen fråga återstår om dessa vita dvärgfusioner är den primära katalysatorn för supernovaer av typ Ia i spiralgalaxer. Ytterligare studier krävs för att veta om supernovaer i spiralgalaxer orsakas av sammanslagningar eller en blandning av de två processerna.
Schaefer och Pagnotta planerar att titta på andra supernovarester i det stora magelleniska molnet för att ytterligare testa sina observationer.
Pagnotta bekräftade att vem som helst med en internetuppkoppling kunde ha gjort denna upptäckt, eftersom alla Hubble-bilder som användes var tillgängliga offentligt, och användningen av Hubble-uppgifter framkallades av APOD.
Källor: Science Paper av Bradley E. Schaefer och Ashley Pagnotta (PDF-dokument), HubbleSite, AAS press briefing
