Inte alla supernovaer skapas lika, astronomer hittar. Men nu verkar det finnas en tredje.
"Supernovaexplosionen är den mest energiska och lysande händelsen som händer i universum," sade Dae-Sik Moon från University of Toronto, och en del av ett team som publicerade sina resultat denna vecka i Nature. ”Det är rikt med information, inte bara om hur stjärnor dör, utan att förstå livets ursprung och universums expansion. Men den här är överraskande annorlunda. ”
De två första typerna av supernova är antingen heta, unga jättar som går ut i en våldsam skärm när de kollapsar under sin egen vikt, eller gamla, täta vita dvärgar som blåser i en termonukleär explosion.
Vita dvärgstjärnor består huvudsakligen av kol och syre, och även om supernova, SN2005E, verkar vara från ett vitt dvärgsystem, är det utan kol och syre och är istället rikt på helium.
SN2005E upptäcktes först den 13 januari 2005 i den närliggande galaxen NGC1032, och sedan dess har forskare genomfört olika observationer av den med hjälp av olika teleskop.
Å ena sidan var mängden material som slängdes ut från supernova för liten för att den skulle komma från en exploderande jätte. Dessutom antydde dess läge, långt ifrån de livliga naven där nya stjärnor bildas, att det var en äldre stjärna som hade haft tid att vandra bort från sin födelseort. Å andra sidan stämde dess kemiska smink inte med det som vanligtvis ses i den andra typen.
"Det var tydligt," sade huvudförfattaren Hagai Perets från Weizmann Institute i Israel och Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, "att vi såg en ny typ av supernova."
SN 2005E hade ovanligt höga halter av elementen kalcium och titan, som är produkterna från en kärnreaktion som involverar helium, snarare än kol och syre.
"Vi har aldrig tidigare sett ett spektrum som det här," sade Paolo Mazzali från Max-Planck Institute for Astrophysics. ”När den mottagande stjärnan har samlat en viss mängd börjar helium att bränna explosion. De unika processerna som producerar vissa kemiska element i dessa explosioner skulle kunna lösa några av pussel relaterade till kemisk berikning. Detta kan till exempel vara den främsta källan till titan. ”
Datorsimuleringar för att se vilken typ av process som kunde ha gett ett sådant resultat tyder på att ett par vita dvärgar är inblandade; en av dem stjäl helium från den andra. När tjuvstjärnans heliumbelastning stiger förbi en viss punkt inträffar explosionen.
"Donatorstjärnan förstörs förmodligen fullständigt under processen, men vi är inte riktigt säkra på tjuvstjärnans öde", säger teammedlem Avishay Gal-Yam.
Faktum är att astronomerna säger att dessa relativt svaga explosioner kanske inte är så sällsynta.
Alex Filippenko från UC Berkeley-professor och kollega Dovi Poznanski, båda en del av teamet som studerade SN 2005E, rapporterade i november förra supernova, SN 2002bj, att de tror exploderade av en liknande mekanism: antändning av ett heliumskikt på en vit dvärg.
"SN 2002bj liknar antagligen SN 2005E, men har också några tydliga observationsskillnader," sade Filippenko. "Det var troligtvis en vit dvärg som förvärvar helium från en följeslagare, även om detaljerna i explosionen verkar ha varit annorlunda eftersom spektra och ljuskurvor skiljer sig åt."
Men denna nya typ av supernova skulle kunna förklara några förbryllande fenomen i universum. Till exempel har nästan alla element som är tyngre än väte och helium skapats i och spridda av supernovaer; den nya typen kan hjälpa till att förklara förekomsten av kalcium i både universum och i våra kroppar.
Det kan också redogöra för observerade koncentrationer av partiklar som kallas positroner i mitten av vår galax. Positroner är identiska med elektroner, men med motsatt laddning, och vissa har antagit att sönderfallet av ännu osynliga "mörka ämnen" -partiklar kan vara ansvariga för deras närvaro. Men en av produkterna från den nya supernova är en radioaktiv form av titan som, när den sönderfaller, avger positroner.
"Mörk materia kan eller inte kan existera," sade Gal-Yam, "men dessa positroner kanske är lika lätt redovisade av den tredje typen av supernova."
Andra forskare inkluderar: Iair Arcavi och Michael Kiewe från Weizmann Institutes fakultet för fysik, astronomer från Scuola Normale Superiore, Pisa och INAF / Padova Observatory i Italien, professor David Arnett från University of Arizona och forskare från hela USA , Kanada, Chile och Storbritannien.
Ursprungliga publikationer:
H.B. Perets, A. Gal-Yam, P. Mazzali et al., "En ny typ av stellarexplosion från en heliumrik stamfader," Nature, 20 maj 2010.
A. Mazzali, E. O. Ofek, et al., "Supernova 2007bi var en superinstabil supernovaexplosion," Nature, Vol. 462, sid. 624-627, 3 december 2009.
Källor: Max Planck Institute, EurekAlert, Weisman Institute EurekAlert
