Galaxy NGC 7424 som avbildad av Gemini. Klicka för att förstora
När en supernova upptäcktes i december 2001 taggade astronomer genast den som en typ II - när en gigantisk stjärna slutar på bränsle och exploderar. Men sedan försvann det väte som omger det och astronomer måste klassificera det som en supernova av typ I - när en vit dvärg stjäl materia från en följeslagare. Astronomer som använder Gemini-teleskopet i Chile tror att de har löst mysteriet. De hittade en följeslagare som blev kvar när supernova exploderade; detta gav väte, och maskerade den ursprungliga supernova.
Med hjälp av Gemini South-teleskopet i Chile har australiensiska astronomer hittat en förutsagd "följeslagare" -stjärna som lämnats kvar när dess partner exploderade som en mycket ovanlig supernova. Kamerans närvaro förklarar varför supernova, som började se ut som en slags exploderande stjärna, tycktes ändra sin identitet efter några veckor.
Gemini-observationerna var ursprungligen avsedda att vara rekognosering för senare avbildning med Hubble rymdteleskop. "Men Gemini-uppgifterna var så bra att vi fick vårt svar direkt," sade ledande utredare, Dr Stuart Ryder från Anglo-Australian Observatory (AAO).
Den kända australiensiska supernovajägaren Bob Evans upptäckte först supernova 2001ig i december 2001. Den ligger i utkanten av en spiralgalax NGC 7424, som ligger ungefär 37 miljoner ljusår bort i den södra stjärnbilden Grus (kranen).
Supernova övervakades under nästa månad av optiska teleskoper i Chile. Supernovaer klassificeras enligt funktionerna i deras optiska spektra. SN2001ig visade inledningsvis de tydliga tecknen på väte, som hade det taggat som en typ II-supernova, men väte försvann senare, vilket satte det in i typ I-kategorin.
Men hur kan en supernova ändra sin typ? Endast en handfull sådana supernovaer, klassificerade som ”Typ IIb” för att indikera deras nyfikna förändring av identitet, har någonsin sett. Endast en (kallad SN 1993J) var närmare än SN 2001ig.
Astronomer som studerade SN1993J hade föreslagit en förklaring: supernovas förfäder hade en följeslagare som avlägsnade material från stjärnan innan den exploderade. Detta skulle bara lämna lite väte på förfäderna - så lite att det kunde försvinna från supernovaspektrumet inom några veckor.
Ett decennium senare bekräftade observationer med det kretsande Hubble Space Telescope och ett av Keck-teleskop på Hawaii att SN 1993J verkligen hade en följeslagare. Ryder och kollegor undrade om SN2001ig kan ha haft en följeslagare också.
Strax efter att SN2001ig upptäcktes började Ryder och hans kollegor övervaka det med ett radioteleskop, CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) Australia Telescope Compact Array i östra Australien. Radioutsläppet sjönk inte smidigt över tiden utan visade i stället regelbundna stötar och dopp. Detta antydde att materialet i rymden runt stjärnan som exploderade - vilket måste ha skjutits ut sent i sitt liv - var ovanligt klumpigt.
Även om klumparna kanske hade representerat materia med jämna mellanrum bort från den krampiga stjärnan, var deras avstånd så att en annan förklaring verkade mer trolig: att de genererades av en följeslagare i en excentrisk bana. När det kretsade runt om, skulle följeslagaren ha sopat material som skjutits ut av förfäderna till ett spiralmönster (tapphjul), med tätare klumpar vid punkten i omloppsperiastronen - där de två stjärnorna närmade sig närmare.
Sådana spiraler har avbildats kring heta, massiva stjärnor som kallas Wolf-Rayet-stjärnor av Dr Peter Tuthill från University of Sydney med hjälp av Keck-teleskop. Stötarna i radioljuskurvan på SN2001ig var fördelade på ett sätt som stämmer överens med en av spiralerna som Tuthill har avbildat.
"Stellar evolutionsteori antyder att en Wolf-Rayet-stjärna med en massiv följeslagare kan producera denna ovanliga typ av supernova," sade Ryder.
Om supernovaföräldern hade en följeslagare, kan det vara synligt när supernovaskräpet hade rensat. Så astronomerna lade in en begäran om att observera med GMOS-kameran (Gemini Multi-Object Spectrograph) på 8-meteret Gemini South-teleskopet.
När tiden kom att observera, var "synförhållandena" (atmosfärens stabilitet) utmärkta. Bara en och en halv timme behövdes för att avbilda supernovafältet - och avslöja ett gulgrönt punktliknande objekt på platsen för supernovaexplosionen.
"Vi tror att detta är följeslagaren," sade Ryder. "Det är för rött för att vara en lapp av joniserat väte och för blått för att vara en del av själva supernovan."
Kameran har en massa mellan 10 och 18 gånger solens. Astronomerna hoppas kunna använda GMOS igen under de kommande månaderna för att få ett spektrum av följeslagaren, för att förfina denna uppskattning.
Binära följeslagare kan förklara mycket av mångfalden i supernovaer, föreslår Ryder. "Vi har kunnat visa det kameleontliknande beteendet hos SN2001ig har en överraskande enkel förklaring," sade han.
Det är bara andra gången en följeslagare till en supernova av typ IIb har avbildats, och första gången avbildningen har gjorts från marken.
Ett papper om observationerna, "En undersökning efter dödandet av Type IIb supernova 2001ig", medförfattare av Ryder, University of Tasmania doktorand Clair Murrowood och före detta AAO-astronomen Dr Raylee Stathakis, publicerades online i Månadsmeddelanden om Royal Astronomical Society den 2 maj. Det finns också HÄR.
Ursprungskälla: Gemini Observatory
