Vad får en stjärna att gå boom? En ny blick på Tychos supernova-rest av Chandra-röntgendeleskopet har försett astronomer med tidigare osynliga bevis för vad som kan utlösa en specifik typ av supernova, en supernovaexplosion av typ Ia. Astronomer har upptäckt vad som verkar vara material som sprängdes av en följeslagare stjärna till en vit dvärg när den exploderade och skapade supernovaen som den danska astronomen Tycho Brahe såg 1572. Det finns också bevis för att detta material blockerade explosionskräp och skapade ett " båge ”och en” skugga ”i supernovan.
Det finns två huvudtyper av supernovaer. Den ena är där en massiv stjärna - mycket större än vår sol - förbränner allt kärnbränsle och kollapsar in på sig själv, vilket antänder en supernovaexplosion. Supernovaer av typ Ia är emellertid olika. Mindre stjärnor förvandlas så småningom till vita dvärgar i slutet av sina liv och blir en ultratät boll av kol och syre ungefär jordens storlek med massan av vår sol. Men i vissa fall tänder en vit dvärg på något sätt, vilket skapar en explosion så ljus att den kan ses miljarder ljusår bort, över stora delar av universum. Men astronomer förstod verkligen inte vad som får dessa explosioner att starta.
Det finns ett par populära teorier: ett scenario för supernovor av typ Ia innebär sammanslagning av två vita dvärgar. I det här fallet bör det inte finnas någon följeslagare eller bevis för material som sprängts av en följeslagare. I den andra teorin drar en vit dvärg material från en "normal" eller solliknande följeslagare stjärna tills en termonukleär explosion inträffar.
Båda scenarierna kan faktiskt uppstå under olika förhållanden, men det senaste Chandra-resultatet från Tycho stöder det senare.
De nya Chandra-bilderna visar de berömda resterna av Tychos supernova och avslöjar för första gången en båge med röntgenstrålning i supernovan. Formen på bågen skiljer sig från alla andra funktioner som ses i resten. Detta stöder slutsatsen att en chockvåg skapade bågen när en vit dvärg exploderade och blåste material från ytan på en närliggande följeslagare.
Dessutom verkar denna nya studie visa hur motståndskraftiga vissa stjärnor kan vara, eftersom supernovaexplosionen verkar ha sprängt mycket lite material från följeslagaren. Tidigare har studier med optiska teleskop avslöjat en stjärna i kvarvarande som rör sig mycket snabbare än dess grannar och antydde att det kan vara den saknade följeslagaren.
"Det ser ut som att denna följeslagare var precis intill en extremt kraftfull explosion och att den överlevde relativt oskadad," sade Q. Daniel Wang från University of Massachusetts i Amherst, en medlem av forskargruppen vars uppsats kommer att visas i den 1 maj nummer av The Astrophysical Journal. ”Antagligen fick det också ett spark när explosionen inträffade. Tillsammans med omloppshastigheten gör denna kick att följeslagaren nu reser snabbt över rymden. ”
Med hjälp av egenskaperna för röntgenbågen och kandidatens stellar-följeslagare bestämde teamet omloppsperioden och separationen mellan de två stjärnorna i det binära systemet före explosionen. Perioden beräknades vara cirka 5 dagar och separationen var bara cirka en miljondel av ett ljusår, eller mindre än en tiondel avståndet mellan solen och jorden. Som jämförelse är resterna i sig cirka 20 ljusår.
Andra detaljer om bågen stöder idén att den sprängdes bort från följeslagaren. Till exempel visar röntgenstrålningen från kvarvarande en uppenbar "skugga" bredvid bågen, i överensstämmelse med blockering av skräp från explosionen av den expanderande konen av material som strippats från följeslagaren.
"Detta strippade stjärnmaterial var den saknade pusselbiten för att hävda att Tychos supernova triggades i en binär med en vanlig stavkamrat," säger Fangjun Lu från Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences i Peking. "Vi verkar nu ha hittat det här stycket."
Eftersom supernova av typ Ia alla har samma ljusstyrka, används de som ett standardljus för att mäta universums expansion, och denna nya observation av Chandra har hjälpt till att besvara åtminstone en del av den långvariga - och kritiska - frågan om vad utlöser dessa ljusa explosioner.
Källa: Chandra
