Supernova prvýkrát videná v roku 1181 zanecháva žeravé vlákna

Prihláste sa na odber vedeckého bulletinu CNN Wonder Theory. Preskúmajte vesmír s novinkami o fascinujúcich objavoch, vedeckých pokrokoch a ďalších,

cnn
,

Keď bola v roku 1181 na nočnej oblohe šesť mesiacov pozorovaná supernova žiariaca, bola taká jasná, že ju čínski a japonskí astronómovia zaznamenali ako „hosťujúcu hviezdu“ v súhvezdí Cassiopeia.

Teraz astronómovia používajúci Keck Cosmic Web Imager alebo KCWI na observatóriu WM Keck na Havaji zmapovali oblasť zvláštnych vlákien siahajúcich ďaleko od miesta, kde hviezda explodovala.

Toto je prvýkrát, čo jemné vlákna, pripomínajúce kvety púpavy, boli videné v 3D, keď prúdili preč z miesta výbuchu okolo mŕtvej hviezdy. Výskumníci sa podelili o výsledky svojej práce, ktoré poskytujú nové objasnenie štruktúry zvyšku supernovy, v článku publikovanom 24. The Astrophysical Journal Letters,

„Štandardný obraz zvyšku supernovy by bol ako statická fotografia ohňostroja,“ uviedol vo vyhlásení spoluautor štúdie Christopher Martin, profesor fyziky na Kalifornskom technologickom inštitúte a vedúci tímu, ktorý vytvoril obraz. .
„KCWI nám dáva niečo viac ako „film“, pretože môžeme merať rýchlosť žeravých uhlíkov výbuchu, keď sa pohybujú smerom von z centrálneho výbuchu.“

Tento objav pridáva ďalší kúsok do skladačky, keď sa astronómovia snažia pochopiť zvyšky, ktoré za sebou zanechala táto nezvyčajná supernova. V tomto prípade vlákna vyžarujú preč od „zombie hviezdy“ vytvorenej výbuchom. A zakaždým, keď výskumníci pozorujú supernovu, objavia ďalšie prekvapenia.

Hľadanie vizuálnych dôkazov supernovy s názvom SN 1181 trvalo celé stáročia, kým amatérska astronómka Dana Patchik prvýkrát objavila jej pozostatky v roku 2013.

Patchik zbadal hmlovinu v blízkosti pôvodného miesta supernovy, keď si prezeral snímky, ktoré nasnímala misia NASA Wide-field Infrared Survey Explorer. Albert Zijlstra, profesor astrofyziky na University of Manchester v Anglicku, neskôr vytvoril Vzťah medzi hmlovinou a SN 1181 V roku 2021.

Mrak materiálu, ktorý supernova zanechala, hmlovina, dostal názov Pa 30.

Potom v roku 2023 astronómovia objavili v hmlovine zvláštne vlákna žiariace svetlom zo síry. Vedci vedia, že supernovy vytvorili vlákna, ale nie je jasné, ako a kedy sa štruktúry vytvorili.

Supernova z roku 1181 nebola obyčajným hviezdnym výbuchom. Vedci sa domnievajú, že táto udalosť bola výsledkom termonukleárnej explózie, ku ktorej došlo na bielom trpaslíkovi alebo hustej mŕtvej hviezde. Je možné, že dve hviezdy bieleho trpaslíka sa zrazili a vytvorili supernovu. Náraz však spôsobil len čiastočný výbuch.

Prudké výbuchy supernov zvyčajne zničia bielych trpaslíkov, ale čiastočná explózia, známa ako vzácny typ supernovy Lax, namiesto toho zanechala hviezdu zombie.

„Pretože to bola neúspešná explózia, bola ľahšia ako typické supernovy, čo je v súlade s historickým záznamom,“ uviedla vo vyhlásení autorka štúdie Collide Ilaria Caiazzo, odborná asistentka na Inštitúte vedy a techniky v Rakúsku.

Aby sa astronómovia bližšie pozreli na vlákna, ktoré za sebou zanechala zvláštna explózia, obrátili sa na Keck Cosmic Web Imager. Zariadenie je navrhnuté tak, aby zachytávalo informácie pre každý pixel v obraze naprieč viacerými vlnovými dĺžkami svetla.

Robustné údaje zachytené prístrojom umožnili tímu merať pohyb každého vlákna a vytvoriť 3D mapu. Zatiaľ čo vlákna rastúce smerom k Zemi sú v modrej, vysokoenergetickej časti viditeľného svetla, ktoré ľudské oči môžu vidieť, vlákna rastúce v opačnom smere sa zdajú červenšie.

Je to podobné ako Dopplerov efekt, ktorý sa prejavuje, keď záchranné vozidlá zapnú sirény; Húkačka približujúceho sa vozidla bude vydávať vyššiu frekvenciu, ale keď sa vzďaľuje, zvukové vlny sa napínajú a vydávajú nižšiu frekvenciu.

Keck Cosmic Web Imager umožnil meranie rýchlosti akéhokoľvek materiálu vyžarujúceho svetlo v hmlovine. Keď tím analyzoval údaje, zistilo sa, že vlákna odleteli z miesta supernovy rýchlosťou 2,2 milióna míľ za hodinu (asi 1 000 kilometrov za sekundu).

„Zistili sme, že materiál vo vláknach sa balisticky rozširuje,“ povedal autor štúdie Collide Tim Cunningham, člen NASA Hubbleovho teleskopu v Centre pre astrofyziku. Harvard a Smithsonian uviedli vo vyhlásení. „To znamená, že materiál sa od výbuchu ani nespomalil, ani nezrýchlil. Z nameraných rýchlostí, pri pohľade späť v čase, môžete určiť erupciu takmer presne do roku 1181.

Hoci svetlo zo supernovy prvýkrát dorazilo na Zem 6. augusta 1181, k výbuchu došlo oveľa skôr. Zijlstra, ktorý sa na novej štúdii nezúčastnil, uviedol, že hviezda je od Zeme vzdialená 7 500 svetelných rokov, takže jasné svetlo zo supernovy trvalo 7 500 rokov, kým sa na nočnej oblohe Zeme stalo viditeľným.

3D údaje tiež poukázali na nové záhady, ako je veľká dutina v štruktúre hmloviny, ako aj dôkaz, že supernova sa vyskytla asymetricky.

Zdá sa, že vlákna vyžarujú z vonkajšej obálky, ktorá siaha od centrálnej hviezdy, povedal Cunningham. Tím si však stále nie je istý, ako sa vlákna prvýkrát vytvorili.

„Existujú dva navrhované scenáre: 1) rázová vlna pohybujúca sa späť k hviezde mení prach na horúci plyn, ktorý sa potom rýchlo ochladí a zlúči sa priamo do vlákien alebo 2) silný vietor centrálnej hviezdy „Naše pozorovania nie sú schopné na rozlíšenie medzi týmito dvoma modelmi a na pochopenie tejto hmloviny je potrebných viac pozorovaní a teórie,“ uviedol Cunningham v e-maile. Poskytol významnú časť!

V priebehu minulého roka sa uskutočnili štúdie s cieľom objasniť tajomstvá vlákien po odhaleniach v dokumente z roku 2023.

Aj keď sú lineárne vlákna pre supernovu nezvyčajné, Zijlstra povedal, že sú podobné útvarom pozorovaným v planetárnych hmlovinách alebo žiariacich guľôčkach plynu okolo umierajúcich hviezd. južná prstencová hmlovina A prstencová hmlovina Ktoré videl vesmírny teleskop Jamesa Webba.

Takatoshi Ko, doktorand vo Výskumnom centre pre raný vesmír, povedal: „Fyzické vysvetlenie jedinečnej štruktúry vlákna predstavovalo značnú výzvu – najmä vzhľadom na to, že pozorované vlákna (predtým) sa zdalo, že siahajú od centrálnej po vonkajšie oblasti.“ Boli.“ Tokijská univerzita.

Ko nebol zapojený do nových pozorovaní Keck Cosmic Web Imager, ale on a jeho kolegovia áno zverejnil štúdiu Začiatkom tohto roka bolo navrhnuté, že zvyšok supernovy pozostáva z viacerých oblastí, čo sťažuje rekonštrukciu presného zloženia vlákien.

Pozorovania novej štúdie ukazujú, že vlákna siahajú iba do vonkajších oblastí hmloviny, nie smerom von z centra, povedal Ko, čo pridáva ďalší dôkaz k myšlienke, že mnohé oblasti sú vo zvyšku supernovy. A čím viac budú mať výskumníci jasnejšie o štruktúre vlákien, tým je pravdepodobnejšie, že budú schopní zistiť, čo spôsobilo vznik kozmickej púpavy.