science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Ultraviolet licht van superlichtgevende supernovasleutel tot onthullend explosiemechanisme

Figuur 1:Ultraviolet en zichtbaar licht lichtkrommen van SLSN Gaia16apd (open cycli) worden getoond samen met berekende lichtkrommen voor schok-interactie supernova (ononderbroken lijnen, uit het artikel van Tolstov et al.). UV-licht van Gaia16apd is 3-4 keer helderder dan zichtbaar licht. Krediet:Universiteit van Tokio

Een internationaal team van onderzoekers heeft een manier ontdekt om waarnemingen op ultraviolette (UV) golflengten te gebruiken om kenmerken van superlichtgevende supernova's te ontdekken die voorheen onmogelijk te bepalen waren. meldt een nieuwe studie gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters op 3 augustus, 2017.

Het team, geleid door Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) Projectonderzoeker Alexey Tolstov, stellaire explosies bestuderen genaamd Superluminous Supernovae (SLSNe), een extra helder type supernova dat in het afgelopen decennium is ontdekt en dat 10 tot 100 keer helderder is dan gewone supernova's. Onlangs, het team kwam Gaia16apd tegen in een zwak dwergstelsel op 1,6 miljard lichtjaar afstand.

Deze SLS Ne had een buitengewone UV-heldere emissie voor een supernova in zijn soort, maar niemand kon uitleggen welk explosiemechanisme dat kenmerk zou kunnen produceren. Theoretici hebben gedebatteerd dat Gaia16apd zou kunnen passen in een van de drie SLSne-scenario's. Dit zijn de paar-instabiliteit supernova, met een grote massa radioactief nikkel-56, of een door magnetar aangedreven supernova waar een snel draaiende en sterk gemagnetiseerde neutronenster als extra energiebron zou zijn, of een schok-interagerende supernova waarbij de supernova-ejecta zou interageren met de omringende dichte circumstellaire materie (Figuur 2).

Onderzoekers van Kavli IPMU besloten daarom elk model te simuleren met behulp van meerkleurige stralingshydrodynamica om licht in verschillende kleuren en golflengten te bestuderen en te zien of een van de simulaties overeenkwam met de waargenomen supernova. Deze simulaties produceerden ultraviolet, zichtbaar licht en infrarood lichtkrommen, fotosferische straal en snelheid, waardoor het mogelijk is om het uiterlijk van de explosie op elke golflengte te onderzoeken.

Figuur 2:Artist's concept van 3 populaire SLSN-scenario's:schok-interactie, magnetar-aangedreven en paar-instabiliteit supernova. SLSN Gaia16apd is hoogstwaarschijnlijk een schok-interagerende supernova waarin uitstralende schokgolven gemakkelijk enorme hoeveelheden UV-licht produceren. Krediet:Universiteit van Tokio

Ze ontdekten niet alleen dat Gaia16apd hoogstwaarschijnlijk een supernova was die op schokken reageerde, Tolstov en zijn team hebben een manier gevonden om drie verschillende scenario's bij UV-golflengten te modelleren met dezelfde numerieke techniek. In de toekomst, hun techniek zou onderzoekers kunnen helpen bij het identificeren van het explosiemechanisme van supernova die ze waarnemen.

"De huidige studie maakt nog een stap naar het begrip van de fysica van superlichtgevende supernova's en helpt bij het identificeren van het scenario van de explosie. De waarnemingen en meer gedetailleerde modellering van de eigenaardige objecten vergelijkbaar met Gaia16apd zijn zeer in trek om de aard van de het fenomeen van superlichtgevende supernova's, ’ zei Tolstov.

De volgende stap in hun onderzoek zal zijn om simulaties toe te passen op andere SSLNe, en maak meer realistische m