Chinese astronomen die ESA's XMM-Newton-ruimtevaartuig gebruiken, hebben een lichtgevend supernova-overblijfsel (SNR) onderzocht dat bekend staat als W49B. Resultaten van de nieuwe studie, gepresenteerd in een paper gepubliceerd op 16 maart op arXiv.org, meer licht werpen op de eigenschappen van deze SNR en op de aard van zijn voorloper.

SNR's zijn diffuus, uitzettende structuren als gevolg van een supernova-explosie. Ze bevatten uitgestoten materiaal dat zich uitbreidt door de explosie en ander interstellair materiaal dat is meegesleurd door de passage van de schokgolf van de geëxplodeerde ster.

Onderzoek naar supernovaresten is belangrijk voor astronomen omdat ze een sleutelrol spelen in de evolutie van sterrenstelsels, het verspreiden van de zware elementen die tijdens de supernova-explosie zijn gemaakt in het interstellaire medium (ISM) en het leveren van de energie die nodig is voor het opwarmen van het ISM. SNR's worden ook verondersteld verantwoordelijk te zijn voor de versnelling van galactische kosmische straling.

Gelegen hoogstwaarschijnlijk tussen 26, 000 en 36, 800 lichtjaar verwijderd van de aarde, W49B is een SNR met gemengde morfologie. Het is een van de eerste supernovaresten die zijn gedetecteerd met recombinerend (overgeïoniseerd) plasma (RP) en ook een van de meest lichtgevende SNR's in de Melkweg in de 1,0 GHz-radioband of GeV-gammastraling.

De aard van de voorloper van W49B blijft een open vraag. De meest plausibele hypothese is dat het een core-collapse (CC) supernova is, echter, sommige studies suggereren dat het een thermonucleaire Type Ia SN zou kunnen zijn, of zelfs jet-aangedreven Type Ib/Ic explosie. Om erachter te komen welk scenario waar is, Lei Sun en Yang Chen van de Nanjing University in China analyseerden archiefwaarnemingen van XMM-Newton van W49B.

"We voeren een uitgebreide röntgenspectroscopie en beeldvormingsanalyse uit van SNR W49B met behulp van archiefgegevens van XMM-Newton, ’ schreven de astronomen in de krant.

De studie vond spectraal bewijs voor over-ionisatie van ijzer en ook lichtere elementen zoals silicium, natrium en calcium, in het door ejecta gedomineerde hete plasma van W49B. Bovendien, het onderzoek beperkte thermische en ionisatie-eigenschappen van de RP in deze SNR.

Vooral, het onderzoek wees uit dat de RP in W49B een multi-temperatuursamenstelling heeft en bestaat uit twee componenten met een totale massa van ongeveer 4,6 zonsmassa's. De twee componenten bleken beide te worden gedomineerd door het ejecta-materiaal, maar gekenmerkt door verschillende elektronentemperaturen (ongeveer 1,60 en 0,64 keV) en recombinatieleeftijden (ongeveer 6, 000 en 3, 400 jaar).

Verder, de XMM-Newton-gegevens leverden lijnfluxbeelden en de equivalente breedtekaarten van verschillende emissielijnen voor W49B. Analyse van deze dataset geeft aan dat de centrale balkachtige structuur van de SNR de hoogste emissiemaat heeft voor bijna alle emissielijnen. In de tussentijd, de verdelingen van metaalabundanties vertonen duidelijke gelaagde kenmerken.

Chemische studie van de ejecta in W49B vond dat de verhoudingen van de metaal-abundantie het scenario van de supernova-voorloper van de instorting van de kern (met een massa van minder dan 15 zonsmassa's) voor de bestudeerde SNR ondersteunen. Sommige resultaten wijzen echter op een andere verklaring.

"Als W49B afkomstig is van een CC-explosie, onze resultaten suggereren dat de massa van de voorlopers lager is dan 15 zonsmassa's. Maar de hoge Mn overvloed (Mn/Fe> 1) zal verwarrend zijn in de CC-context. Als W49B afkomstig is van een Type Ia SN, onze resultaten geven aan dat de metaalabundantieverhoudingen ruwweg consistent kunnen zijn met een DDT [vertraagde detonatie] -model met multi-spot-ontsteking, maar de röntgenstraling die ejecta uitstraalt, is slechts goed voor ~ 10 procent van de totale SN-ejecta, ’ concludeerden de astronomen.

© 2020 Wetenschap X Netwerk