Tähtitieteilijät ovat havainneet harvinaisen supernovaräjähdyksen jäännöksen. Sitä kutsutaan Type Iax -supernovaksi, ja se on räjähtävän valkoisen kääpiön tulos. Nämä ovat suhteellisen harvinaisia supernoveja, ja tähtitieteilijät uskovat niiden olevan vastuussa monien raskaiden elementtien luomisesta.
He ovat löytäneet ne muista galakseista aiemmin, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun he havaitsivat sellaisen Linnunradassa.
Uuden paperin mukaan kohde on tyypin Iax supernova, räjähtävä valkoinen kääpiö, joka auttaa kylvämään maailmankaikkeudelle raskaita alkuaineita, jotka ovat tärkeitä elämälle. Sen nimi on Sgr A East.
Lehden otsikko on ' Kemialliset määrät Sgr A Eastissa: todisteita tyypin Iax supernovajäännöksestä .” Pääkirjoittaja on Ping Zhou Nanjingin yliopistosta Kiinasta ja Amsterdamin yliopistosta. Artikkeli julkaistaan The Astrophysical Journal -lehdessä.
Kun ajattelemme supernoveja, meillä on taipumus ajatella suuria tähtiä, jotka ovat paljon massiivisempia kuin aurinkomme ja jotka räjähtävät ytimensä romahtaessa. Mutta se on vain yksi supernovatyyppi. Toinen tyyppi on valkoinen kääpiö, joka kerää materiaalia kumppanistaan ennen räjähdystä. Niitä kutsutaan tyypin Ia supernoveiksi ja ne tunnetaan myös nimellä tavalliset kynttilät koska ne ovat luotettavia kosmisen etäisyyden osoittimia.
Tyypin Ia supernova syntyy, kun valkoinen kääpiö kerää materiaalia tähdestä, kunnes se ylittää Chandrasekhar-rajan ja räjähtää. Kiitos: NASA/CXC/M. Weiss
Mutta on olemassa tyypin Ia supernovien osajoukko, nimeltään Tyyppi Iax. Ero näiden kahden välillä on lämpöydinräjähdyksen nopeudessa. Tähtitieteilijät uskovat, että tyypin Iaxissa räjähdys liikkuu hitaammin tähden läpi ja käynnistää raskaiden alkuaineiden synteesin. Koska räjähdysaalto liikkuu hitaammin, räjähdykset ovat heikompia, jolloin syntyy erilaisia määriä alkuaineita kuin tyypin Ia supernovassa.
Jonkin sisällä Lehdistötiedote , johtava kirjailija Zhou sanoi: 'Vaikka olemme löytäneet Iax-tyypin supernoveja muista galakseista, emme ole löytäneet todisteita sellaisesta Linnunradassa toistaiseksi. Tämä löytö on tärkeä, jotta saataisiin käsiksi lukemattomia tapoja, joilla valkoiset kääpiöt räjähtävät.'
Tyypin Iax supernovat ovat mahdollisesti tärkeitä supernovaperheen jäseniä, koska ne luovat elementtejä. Räjähtäessään ne muodostavat elementtejä, kuten nikkeliä, kromia ja rautaa.
Ryhmä käytti Chandra-röntgenobservatoriota katsellakseen Sgr A Eastia 35 päivän ajan. Röntgendata paljasti epätavallisen kerääntyvän elementtejä, jotka erosivat tyypin Ia supernoveista. Tiedot sopivat hyvin Iax-tyypin supernovamallien kanssa.
Tämä tutkimuksen kuva esittää Chandra-röntgenspektroskopiaa useista supernovaräjähdyksessä syntyneistä elementeistä. Se näyttää S:n, Ar:n, Ca:n, Fe:n ja Ni:n päästöviivat. Parhaiten tiedoille sopii Iax-tyypin supernova, joka on käynyt läpi puhtaan turbulentin deflagraation, hitaan nopeuden ja matalan energian tapahtuman. Kuvan luotto: Zhou et al, 2021.
Tähtitieteilijät uskovat, että tyyppi Iax eroaa muista valkoisista kääpiö-supernoveista tähden läpi repeytyvien räjähdysten nopeudessa. Mutta tyyppi Ia alkaa samasta lähtötilanteesta: läheisestä binääritähtijärjestelmästä.
Kaksi binääristä kumppanitähteä tekevät mitä tähdet tekevät, kunnes suurin niistä kehittyy pois pääsarjasta. Siitä tulee punainen jättiläinen, ja sitten kahdella tähdellä on yhteinen verho, jolloin niiden kiertorata kutistuu. Punainen jättiläinen heittää suuren osan massastaan avaruuteen, kunnes fuusio lakkaa ja valkoinen kääpiö jää jäljelle. Siinä vaiheessa tähti on hiilen/happivalkoinen kääpiö.
Nyt on seuraavan tähden vuoro. Se kehittyy lopulta pääsekvenssistä ja siitä tulee myös punainen jättiläinen. Mutta tällä kertaa asiat ovat hieman toisin. Kun kaasu menettää massaa, se kerääntyy valkoiseen kääpiökumppaniinsa. Sen jälkeen tarkat yksityiskohdat siitä, mitä seuraavaksi tapahtuu, ovat olleet epäselviä. Valkoinen kääpiö kerää jotenkin tarpeeksi ainetta nostaakseen massansa Chandrasekhar-rajan yläpuolelle, mikä käynnistää fuusion uudelleen.
Tämän tutkimuksen takana oleva ryhmä sanoo, että a puhdasta myrskyisää deflagraatiota (PTD) räjähdys on todennäköisin syy kaiken ytimessä. PTD:ssä fuusionopeus on hitaampi ja energian vapautuminen on myös vähentynyt verrattuna tavallisiin tyypin Ia supernovaihin.
Tämä tutkimuksen luku vertaa puhtaan turbulentin deflagraation (PTD) malleja Sgr A Eastin havaintoihin. Kirjoittajat havaitsivat, että 'suhteet [(Cr, Mn,
Ni)/Fe]:t, jotka havaitaan Sgr A Eastissa, selittyvät hyvin PTD5- ja PTD5.5-malleilla, toisin sanoen WD:n räjähdyksillä, joiden keskitiheys on 5 ja 5,5 × 109 g cm3. Kuvan luotto: Zhou et al, 2021.
Röntgenspektroskopialla Chandra näki, että SN:n luomat elementit poikkesivat ytimen romahtamisen aiheuttamasta supernovasta. Keskimassaisten alkuaineiden suhde Fe:iin oli alhainen ja Mn/Fe- ja Ni/Fe-suhteet olivat suuret. Se oli signaali siitä, että he katsoivat tyypin Iax-supernovan jäänteitä.
'Tämä tulos näyttää meille valkoisten kääpiöiden räjähdysten tyypit ja syyt sekä eri tavat, joilla ne tekevät nämä olennaiset elementit', sanoi toinen kirjoittaja Shing-Chi Leung Caltechista Pasadenassa, Kaliforniassa. 'Jos olemme oikeassa tämän supernovan jäänteiden identiteetin suhteen, se olisi maapalloa lähin tunnettu esimerkki.'
Jäännös on nimeltään Sgr A East, koska se sijaitsee lähellä Sgr A * , supermassiivinen musta aukko Linnunradan keskustassa. Tähtitieteilijät ovat viettäneet paljon aikaa katsoessaan Sgr A*:ta. Viimeisten 20 vuoden aikana SMBH:n kuvat ovat näyttäneet taustalla jotain outoa. Nyt tähtitieteilijät ovat ymmärtäneet, mikä se on, he ajattelevat.
Tämä tutkimuksen luku näyttää supernovajäännöksen lähellä SMBH Sgr A*:ta. Punainen on radion Very Large Array -dataa ja syaani on Chandran röntgentietoja. Pienet ympyrät ja suorakulmiot ovat kirkkaita pistelähteitä, jotka ovat todennäköisimmin ristikkäisiä tähtiä. Kuvan luotto: Zhou et al, 2021.
”Tämä supernovajäännös on monien taustalla Chandra kuvia galaksimme supermassiivisesta mustasta aukosta viimeisen 20 vuoden ajalta', sanoi Zhiyuan Li, myös Nanjingin yliopistosta. 'Olemme ehkä vihdoin selvittäneet, mikä tämä esine on ja miten se tuli.'
Nämä tulokset ovat erittäin mielenkiintoisia, mutta niiden tuloksiin liittyy jonkin verran epävarmuutta, kuten kirjoittajat selvästi huomauttavat. Epävarmuus johtuu supernovamallinnuksen epävarmuudesta. 'Olemme tietoisia siitä, että tulkintamme Sgr A Eastin kantasolusta riippuu suuresti olemassa olevista SN-nukleosynteesimalleista', he kirjoittavat johtopäätöksessään. Mutta niiden tulokset auttavat kehittämään näitä malleja edelleen. 'Toisaalta SN ejecta massojen ja alueellisen jakautumisen parempi ymmärtäminen auttaa myös rajoittamaan SN:n räjähdysmekanismeja.'
NASAn Chandra X-ray Observatorylla oli keskeinen rooli tässä tutkimuksessa. Se on yksi NASAn suurista observatorioista, satelliiteista, joista jokainen toimii sähkömagneettisen spektrin eri osassa. Mutta Chandra on ollut olemassa vuodesta 1999. Vaikka se edelleen edistää tieteellistä kehitystä, kirjoittajat uskovat, että tulevat röntgenobservatoriot ja -spektrometrit auttavat meitä ymmärtämään supernovat selkeämmin.
'Seuraavan sukupolven röntgenspektrometrit, joilla on korkea spektriresoluutio, antavat ratkaisevan käsityksen ejectia koostumuksesta ja massoista paitsi
Sgr A East mutta myös muut SNR:t', kirjoittajat päättävät.
Lisää:
- Lehdistötiedote: Harvinaisen räjähdyksen jäännökset löydettiin Linnunratakeskuksesta
- Tutkimus paperi: Kemialliset määrät Sgr A Eastissa: todisteita tyypin Iax supernovajäännöksestä
- Universumi tänään: Supernova räjähti vaarallisen lähellä maata 2,5 miljoonaa vuotta sitten