Voor de eerste keer, astronomen hebben tot in detail een kosmische gebeurtenis waargenomen waarvan ze eerder slechts een glimp hebben opgevangen:een supernova en zijn explosieve ejecta die inslaat op een nabijgelegen begeleidende ster. De ontdekking werd mogelijk gemaakt door een gespecialiseerd onderzoek waarbij gebruik werd gemaakt van recente vorderingen bij het koppelen van telescopen over de hele wereld aan een robotnetwerk.

David Zand, een assistent-professor aan de Universiteit van Arizona, ontdekte de supernova op 10 maart, 2017, in de melkweg NGC 5643. Op 55 miljoen lichtjaar, het was een van de dichtstbijzijnde supernova's die de afgelopen jaren zijn ontdekt. Aangewezen SN 2017cbv, het werd gevonden door de DLT40-enquête, wat staat voor "Distance Less Than 40 Megaparsecs" of 120 miljoen lichtjaar. Het onderzoek maakt gebruik van de PROMPT-telescoop in Chili, die elke nacht ongeveer 500 sterrenstelsels in de gaten houdt.

"Dit was een van de vroegste vangsten ooit - binnen een dag, misschien zelfs uren, van zijn explosie, " zei Zand, die samen met Stefano Valenti de DLT40-enquête heeft gemaakt, een assistent-professor aan de Universiteit van Californië, Davy. Beiden waren eerder postdoctoraal onderzoekers bij Las Cumbres Observatory, of LCO.

Dode sterren gaan thermonucleair

Binnen enkele minuten na ontdekking, Door zand geactiveerde waarnemingen met LCO's wereldwijde netwerk van 18 robottelescopen. Ze zijn verspreid over de hele wereld, zodat er altijd een aan de nachtzijde van de aarde is, klaar om astronomische waarnemingen te doen. Hierdoor kon het team onmiddellijke en bijna continue waarnemingen doen.

SN 2017cbv is een thermonucleaire (Type Ia) supernova, het soort dat astronomen gebruiken om de versnelling van de uitdijing van het heelal te meten. Type Ia supernova's staan ​​bekend als de explosies van witte dwergen, de dode kernen van wat vroeger normale sterren waren.

Over de kosmische afgrond, een supernova vertelt over zijn bestaan ​​door te verschijnen als een ster die er eerder niet was. De helderheid piekt binnen enkele dagen tot weken en vervaagt dan langzaam gedurende weken of maanden.

"Om in een Type Ia supernova te veranderen, een witte dwerg kan niet alleen zijn, " legde Zand uit, de hoofdonderzoeker van het DLT40-onderzoek. "Het moet een soort metgezel hebben, en we proberen erachter te komen wat die metgezel is."

De identiteit van deze metgezel wordt al meer dan 50 jaar fel bediscussieerd.

De heersende theorie van de afgelopen jaren is dat de supernovae plaatsvinden wanneer twee witte dwergen naar elkaar toe spiraliseren en samensmelten in een catastrofale explosie. Het andere scenario betreft een normale ster die geen witte dwerg is.

De sleutel tot de waarnemingen die in dit onderzoek zijn gerapporteerd, is een kleine hobbel in de lichtcurve die door SN 2017cbv binnen de eerste drie tot vier dagen wordt uitgezonden, een functie die zou zijn gemist zonder de bijna onmiddellijke reactietijden die het kenmerk zijn van de DLT40-enquête:een vluchtige blauwe gloed van de interactie met een ongekend detailniveau, onthullende de verrassende identiteit van de mysterieuze begeleidende ster.

"We denken dat wat hier gebeurde waarschijnlijk scenario nummer twee was, ' zei Sand. 'De bult in de lichtcurve kan worden veroorzaakt door materiaal van de exploderende witte dwerg die tegen de begeleidende ster botst.'

Deze studie concludeert dat de witte dwerg materie stal van een veel grotere begeleidende ster, ongeveer 20 keer de straal van de zon. Hierdoor explodeerde de witte dwerg, en de botsing van de supernova met de begeleidende ster schokte het supernova-materiaal, verhitten tot een blauwe gloed die zwaar was in ultraviolet licht. Zo'n schok zou niet zijn veroorzaakt als de metgezel een andere witte dwergster was, de auteurs van de studie zeggen.

"We zijn op zoek naar dit effect - een supernova die instort op zijn begeleidende ster - sinds het in 2010 werd voorspeld. zei Griffin Hosseinzadeh, een doctoraatsstudent aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara, die de studie leidde, die binnenkort wordt gepubliceerd in De astrofysische journaalbrieven . "Hints zijn eerder gezien, maar deze keer is het bewijs overweldigend. De gegevens zijn mooi!

"Met het vermogen van Las Cumbres Observatory om de supernova om de paar uur te observeren, we voor het eerst de volledige omvang van de opkomst en ondergang van de blauwe gloed konden zien, " voegde hij eraan toe. "Conventionele telescopen zouden slechts een of twee datapunten hebben gehad en het hebben gemist."

Achttien telescopen, verspreid over acht locaties over de hele wereld, vormen het hart van het Las Cumbres Observatorium. Op elk moment, het is nacht ergens in het netwerk, die ervoor zorgt dat een supernova zonder onderbreking kan worden waargenomen.

Kosmologie's '60 Watt Gloeilamp'

Vanwege hun uniforme helderheid, Type Ia supernovae zijn verwant aan een "standaard 60-watt gloeilamp voor kosmologie, " en wetenschappers gebruiken ze als meetlatten om afstanden over het universum te meten.

Gemiddeld, er gaat in de loop van een eeuw maar één supernova af in een sterrenstelsel als onze Melkweg, volgens Zand. Voeg daarbij hun vluchtige karakter, en het wordt duidelijk waarom een ​​gerichte observatiecampagne zoals de DLT40-enquête en een geautomatiseerd netwerk van observatoria zoals de LCO van cruciaal belang zijn voor hun ontdekking en studie. Gefinancierd door de National Science Foundation, Het DLT40-onderzoek begon in oktober 2016 en zal naar verwachting de komende drie jaar worden voortgezet.

"De geheime saus hiervoor zijn de verbonden telescopen van het Las Cumbres Observatorium, "Zand zei, eraan toevoegend dat de enquête niet over kwantiteit gaat. "We concentreren ons liever op een paar kostbare dan honderden."

Het is waarschijnlijk dat Type Ia-supernova's afkomstig zijn van beide typen voorlopersystemen - twee witte dwergen of één witte dwerg en een "normale" interagerende ster - en het doel van deze studies is om erachter te komen welk van de twee processen het meest voorkomt, Zand uitgelegd.

"Het observeren van supernova's zoals SN 2017cbv is een belangrijke stap in deze richting, "zei hij. "Als we ze echt jong krijgen, we een beter beeld kunnen krijgen van deze processen, die implicaties hebben voor ons begrip van de kosmos, inclusief donkere energie."