science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wetenschappers observeren jaarlange plateaus in verval van Type Ia supernova-lichtcurven

Hubble Space Telescope kleurencomposiet van SN2013dy in zijn gaststelsel. Krediet:HST, Adam Riess, Of Graur

Wetenschappers van het Centrum voor Astrofysica, Harvard &Smithsonian hebben de ontdekking aangekondigd dat, in tegenstelling tot eerder aanvaarde kennis, Type Ia-supernova's ervaren plateaus met lichte curve-afname, en lange daarbij, tot een jaar duren.

CfA-wetenschapper Or Graur merkte voor het eerst vreemd lichtcurvegedrag op tijdens het bestuderen van late Type Ia-supernova's in 2015, en dit jaar bevestigde lichtcurveplateaus in Type Ia-supernova's. "Het meeste supernova-onderzoek wordt uitgevoerd in de weken of maanden onmiddellijk na een explosie, maar we wilden zien hoe lichtkrommen zich in late tijden gedragen, rond 500 tot 1000 dagen na explosie, " zei Graur. "Optische waarnemingen van SN2012gc in 2015 onthulden een vertraging in de lichtcurve zoals verwacht, maar toen we in de loop van de tijd meer supernova's bestudeerden, bleek dat er andere mechanismen in het spel waren, dus gingen we op zoek naar patronen om uit te leggen wat er aan de hand was."

Om het vreemde gedrag beter te begrijpen, Graur werkte samen met Adam Riess van de Johns Hopkins University en het Space Telescope Science Institute, en winnaar van de Nobelprijs voor de natuurkunde in 2011, om nabije supernova's te bestuderen met behulp van Riess' reeds ingestelde HST-programma's. "Ook al waren dit allemaal nabije supernova's, op deze late tijden waren ze erg zwak. We hadden Hubble's oplossend vermogen nodig om ze te kunnen onderscheiden van andere sterren in hun respectievelijke sterrenstelsels, " zei Graur. "Maar wat het verschil maakte voor onze waarnemingen was dat Adams programma's op Hubble ook bijna-infraroodgegevens in de H-band hadden. Wat begon als een visexpeditie onthulde een deel van de tijd waarin de lichtcurve vlak is, en die periode duurt maximaal een jaar. Dat was een verrassing. Dat had ik niet verwacht te zien."

Het idee van supernova-lichtcurveplateaus is niet nieuw in de kosmologie. Type IIP-supernova's, die zijn ontstaan ​​uit de ineenstorting en explosie van waterstofrijke rode superreuzen, ervaren gewoonlijk lichtcurveplateaus van ongeveer 100 dagen lang. Tot de ontdekking van het Type Ia supernova lichtcurveplateau, 100 dagen werd beschouwd als een lange periode plateau. Type Ia supernova lichtcurve plateaus beginnen tussen 150 en 500 dagen na explosie, en duren ongeveer 350 dagen, of bijna een jaar.

"Tot nu toe, de enige plateaus die in elk type supernova werden gezien, waren in Type IIP, en ze waren relatief kort in vergelijking met wat we zien in onze waarnemingen. Dit is pas de tweede keer dat we ooit zo'n plateau in een supernova hebben gezien, " zei Graur. "Wat we zien staat in schril contrast met wat we altijd hebben geloofd over Type Ia-supernova's en het zal van invloed zijn op de manier waarop we Type Ia-lichtkrommen in de toekomst toepassen op kosmologische modellen."

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Natuurastronomie . Naast Graur, die ook dienst doet als onderzoeksmedewerker bij het American Museum of Natural History, en Riess, de studie omvatte CfA-wetenschapper Arturo Avelino samen met wetenschappers Kate Maguire, Trinity College Dublin; Russel Ryan, Ruimtetelescoop Wetenschapsinstituut; Matt Nicholl, Universiteit van Edinburgh; Lucas Gordelroos, Queens-universiteit Belfast; Ivo R. Seitenzahl, Universiteit van New South Wales Canberra; en, Robert Visser, Universiteit van Massachusetts Dartmouth.