Super-lysande supernovaer är de ljusaste explosionerna i universum. På bara några månader kan en superlysande supernova släppa lika mycket energi som vår sol kommer att göra i hela livslängden. Och på sin topp kan den vara lika ljus som en hel galax.
En av de mest studerade superlysande supernovorna (SLSN) kallas SN 2006gy. Ursprunget är osäkert, men nu säger svenska och japanska forskare att de kanske har räknat ut vad som orsakade det: en kataklysmisk interaktion mellan en vit dvärg och dess massiva partner.
SN 2006gy är cirka 238 miljoner ljusår bort, i konstellationen Perseus. Det finns i spiralgalaxen NGC 1260. Den upptäcktes 2006 som namnet visar och har studerats av team av astronomer som använder Chandra X-Ray Observatory, Keck Observatory och andra.
"Det här var en verkligt monströs explosion, hundra gånger mer energisk än en typisk supernova."
Nathan Smith, UC Berkeley
När SN 2006gy upptäcktes ledde Nathan Smith från UC Berkeley ett team av astronomer från UC och University of Texas i Austin. "Det här var en verkligt monströs explosion, hundra gånger mer energisk än en typisk supernova," sa Smith. ”Det betyder att stjärnan som exploderade kan ha varit så massiv som en stjärna kan få, cirka 150 gånger vår sol. Det har vi aldrig sett förut. "
Dessa typer av stjärnor fanns mest i det tidiga universum, trodde astronomer då. Så att bevittna denna exploderande gav astronomer en sällsynt titt på en aspekt av det tidiga universum.
Det var inte bara energiproduktionen från SN 2006gy som väckte uppmärksamhet. SLSN visar några nyfikna utsläppslinjer som har förbryllade astronomer. Nu tror ett forskargrupp att de har upptäckt vad som ligger bakom SN 2006gy. Deras papper har titeln "En typ Ia-supernova i hjärtat av superluminös transient SN 2006gy." Det publiceras i tidskriften Science.
I teamet ingår forskare från Stockholms universitet i Sverige och kollegor vid Kyoto universitet, Tokyo University och Hiroshima University. Teamet såg utsläppslinjer av järn som bara dök upp ungefär ett år efter supernova. De utforskade flera modeller för att förklara fenomenet och nöjde sig med en.
"Ingen hade testat för att jämföra spektra från neutralt järn, dvs järn som alla elektroner behöll, med de oidentifierade utsläppslinjerna i SN 2006gy, eftersom järn normalt joniseras (en eller flera elektroner tas bort). Vi försökte det och såg med spänning hur linje efter linje stod upp precis som i det observerade spektrumet, säger Anders Jerkstrand, Institutionen för astronomi, Stockholms universitet.
"Det blev ännu mer spännande när det snabbt visade sig att mycket stora mängder järn behövdes för att göra linjerna - åtminstone en tredjedel av solens massa - som direkt utesluter några gamla scenarier och istället avslöjade en ny."
Den nya involverade en stjärna som gick supernova och interagerade med ett redan existerande tätt skal av cirkumstellärt material.
Enligt teamets resultat började SN 2006gy som en dubbelstjärna. En stjärna var en vit dvärg liknande storlek som Jorden. Den andra var en massiv, väterik stjärna som var lika stor som hela vårt solsystem. Paret var i en snäv bana.
Den större stjärnan befann sig i de senare utvecklingsstadierna och expanderade när nytt bränsle antändes. När kuvertet expanderade drogs den vita dvärgen in i den större stjärnan och spiralade in mot mitten.
Under den vita dvärgens in-spiral utvisade den mer massiva stjärnan en del av sitt kuvert. Det hände mindre än ett sekel innan supernova. Så småningom nådde den vita dvärgen mitten och blev instabil. Den exploderade sedan som en typ Ia-supernova. När supernova exploderade smällde materialet in i det utvisade kuvertet. Den titaniska kollisionen gav SN 2006gys extrema ljusutgång och nyfikna utsläppslinjer.
”Att en supernova av typ Ia verkar ligga bakom SN 2006gy vänder upp och ner vad de flesta forskare har trott,” säger Anders Jerkstrand.
"Att en vit dvärg kan vara i nära omloppsbana med en massiv väte-rik stjärna och snabbt exploderar när han faller till centrum, ger viktig ny information för teorin om dubbelstjärnsutveckling och villkoren för att en vit dvärg ska explodera."
SN 2006gy var extremt ljus, men andra har kommit nära.
En annan supernova, SN 2005ap, var ljusare än SN 2006gy, men bara på sin topp. SN 2005aps högsta ljusstyrka varade bara några dagar. Sedan finns SN 2015L (även kallad ASASSN-15lh) som fortfarande var ljusare. Även om det verkade vara en superluminös supernova, bestrider dess natur fortfarande. Vid högsta ljusstyrka var SN 2015L 570 miljarder gånger ljusare än solen och 20 gånger ljusare än det kombinerade ljuset som avges från Vintergatan.
Mer:
- Pressmeddelande: Ny insikt om de ljusaste explosionerna i universum
- Forskningsdokument: En supernova av typ Ia i hjärtat av superluminös transient SN 2006gy
- Wikipedia: Superluminous Supernovae
