Ett konstnärs koncept av en hypotetisk supernova i vår galax. Bildkredit: David A. Aguilar (CfA). Klicka för att förstora
Ett team av astronomer har hittat svaga synliga ekon av tre forntida supernovaer genom att upptäcka deras århundraden gamla ljus eftersom det återspeglas av moln med interstellär gas hundratals ljusår bort från de ursprungliga explosionerna.
Ligger i en närliggande galax i jordens södra himmel, blinkade de tre exploderande stjärnorna till kortlivad glans för minst två århundraden sedan, och troligen längre. Den äldsta har troligen inträffat för mer än sexhundra år sedan.
Ljusekon upptäcktes genom att jämföra bilder från Large Magellanic Cloud (LMC) med flera års mellanrum. Genom att exakt subtrahera de vanliga elementen i varje bild av galaxen och titta med ögat för att se vilka variabla objekt som finns kvar, letade teamet efter bevis på osynlig mörk materia som kan förvrida stjärnorna på ett övergående sätt, som en del av en himmelundersökning kallas SuperMACHO.
Denna noggranna bildanalys avslöjade också ett litet antal koncentriska, cirkulära bågar som bäst förklaras som ljus som rör sig utåt över tiden och sprids när det möter täta fickor med svalt interstellärt damm. Teammedlemmarna passar sedan vinkelräta vektorer till kurvorna i varje bågsystem, som visade sig peka bakåt mot platserna för tre supernovarester, som tidigare var kända och tycktes vara relativt unga.
"Utan ljusekotets geometri hade vi inget exakt sätt att veta hur gamla supernovorna var," sade astronomen Armin Rest från National Optical Astronomy Observatory (NOAO), huvudförfattare till ett papper om upptäckten i december 22 , 2005, nummer av naturen. "En del relativt enkel matematik kan hjälpa oss att svara på en av de mest irriterande frågorna som astronomer kan ställa - exakt hur gammalt är det här objektet vi tittar på?"
Precis som ett ljudeko kan uppstå när ljudvågor studsar bort från en avlägsen yta och reflekterar tillbaka mot lyssnaren, kan ett ljuseko ses när ljusvågor som reser genom rymden reflekteras tillbaka mot tittaren - i detta fall, den mosaiska digitala kameran på National Science Foundation: s Blanco 4-meters teleskop vid Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) i Chile.
Denna teknik kan utvidgas till berömda supernovaer i historien. "Tänk dig att se ljus från samma explosion som först sett av Johannes Kepler för cirka 400 år sedan, eller den som spelades in av kinesiska observatörer 1006," sade Christopher Stubbs från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), medförfattare till tidningen och huvudutredare för SuperMACHO-programmet. "Dessa ljusekon ger oss den möjligheten."
I princip kan astronomer dela upp ljusekotet i ett spektrum för att undersöka vilken typ av supernova som inträffade. "Vi har potential med dessa ekon att avgöra stjärnans dödsorsak, precis som arkeologerna som tog en CT-skanning av King Tuts mamma för att ta reda på hur han dog," sa medförfattare Arti Garg från CfA.
Astronomer kan också använda supernova-ljusekon för att mäta strukturen och naturen hos det interstellära mediet. Damm och gas mellan stjärnorna är osynliga såvida de inte är upplysta av någon ljuskälla, precis som dimma på natten inte märks förrän den lyser av bilens strålkastare. En supernova-sprängning kan ge den belysningen och lysa upp omgivande moln med materia med sin strobliknande blixt.
"Vi ser reflektionen som en båge eftersom vi befinner oss i en imaginär ellips, med jorden i ett fokus på ellipsen och de gamla supernovorna i den andra," förklarade Nicholas Suntzeff från NOAO. ”När vi ser ut mot supernovorna ser vi reflektionen av ljusekotet först när det korsar ellipsens yttre yta. Formen på reflektionen från vår utsiktspunkt verkar vara en del av en cirkel. ”
En ovanlig aspekt av bågarna är att de i allmänhet verkar röra sig mycket snabbare än ljusets hastighet. Detta bryter inte med den kosmiska hastighetsgränsen, som säger att något objekt inte kan röra sig snabbare än ljusets hastighet. "Vad våra teleskop ser är reflektionen rör sig, och inte något fysiskt objekt," tilllade Suntzeff. "Det är också mycket spännande att våra observationer bekräftar den visionära förutsägelsen av Fritz Zwicky 1940 att ljus från forntida supernovaer kunde ses i ekon av explosionen."
Två ytterligare högupplösta färggrafik för att illustrera detta resultat finns tillgängliga på http://www.noao.edu/outreach/press/pr05/pr0512.html.
Andra medförfattare av Nature-dokumentet är Knut Olsen och Chris Smith (CTIO); Jose Luis Prieto (Ohio State University); Douglas Welch (McMaster University, Ontario); Andrew Becker och Gajus Miknaitis (University of Washington); Marcel Bergmann (Gemini Observatory); Alejandro Clocchiatti och Dante Minniti (Pontifica Universidad Catolica de Chile); och Kem Cook, Mark Huber och Sergei Nikolaev (Lawrence Livermore).
Huvudkontoret ligger i Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) är ett gemensamt samarbete mellan Smithsonian Astrophysical Observatory och Harvard College Observatory. CfA-forskare, organiserade i sex forskningsavdelningar, studerar universums ursprung, evolution och slutliga öde.
Originalkälla: CfA News Release
