science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Onderzoekers draaien de klok terug om de leeftijd en de plaats van de supernova-explosie te berekenen

Dit portret van de Hubble-ruimtetelescoop onthult de gasvormige overblijfselen van een ontplofte massieve ster die ongeveer 1 uitbarstte. 700 jaar geleden. Het stellaire lijk, een supernovarest genaamd 1E 0102.2-7219, ontmoette zijn ondergang in de Kleine Magelhaense Wolk, een satellietstelsel van onze Melkweg. Krediet:NASA, ESA, en J. Banovetz en D. Milisavljevic (Purdue University)

Astronomen draaien de klok terug op de uitdijende overblijfselen van een nabijgelegen, ontplofte ster. Door NASA's Hubble-ruimtetelescoop te gebruiken, ze volgden de snelle granaatscherven van de ontploffing om een ​​nauwkeurigere schatting te maken van de locatie en het tijdstip van de stellaire ontploffing.

Het slachtoffer is een ster die lang geleden explodeerde in de Kleine Magelhaense Wolk, een satellietstelsel naar onze Melkweg. De gedoemde ster liet een uitdijende, gasvormig lijk, een supernovarest genaamd 1E 0102.2-7219, die NASA's Einstein Observatory voor het eerst ontdekte in röntgenstralen. Net als rechercheurs, onderzoekers doorzochten archiefbeelden gemaakt door Hubble, het analyseren van waarnemingen in zichtbaar licht met een tussenpoos van 10 jaar.

Het onderzoeksteam, onder leiding van John Banovetz en Danny Milisavljevic van de Purdue University in West Lafayette, Indiana, de snelheden gemeten van 45 kikkervisjes, zuurstofrijke klompjes ejecta die door de supernova-explosie werden geslingerd. Geïoniseerde zuurstof is een uitstekende tracer omdat het het helderst gloeit in zichtbaar licht.

Om een ​​nauwkeurige explosieleeftijd te berekenen, de astronomen kozen de 22 snelst bewegende ejecta-klonten, of knopen. De onderzoekers stelden vast dat deze doelen het minst waarschijnlijk werden vertraagd door passage door interstellair materiaal. Vervolgens volgden ze de beweging van de knopen achteruit totdat het ejecta op een punt samenvloeide, het identificeren van de explosieplaats. Toen dat eenmaal bekend was, ze konden berekenen hoe lang de snelle knopen erover deden om van het explosiecentrum naar hun huidige locatie te reizen.

Volgens hun schatting licht van de ontploffing arriveerde op aarde 1, 700 jaar geleden, tijdens het verval van het Romeinse rijk. Echter, de supernova zou alleen zichtbaar zijn geweest voor bewoners van het zuidelijk halfrond van de aarde. Helaas, er zijn geen records bekend van deze titanische gebeurtenis.

De resultaten van de onderzoekers verschillen van eerdere waarnemingen van de plaats en leeftijd van de explosie van de supernova. Eerdere onderzoeken, bijvoorbeeld, aangekomen bij explosie leeftijden van 2, 000 en 1, 000 jaar geleden. Echter, Banovetz en Milisavljevic zeggen dat hun analyse robuuster is.

"Een eerdere studie vergeleek beelden die jaren uit elkaar waren genomen met twee verschillende camera's op Hubble, de Wide Field Planetary Camera 2 en de Advanced Camera for Surveys (ACS), " zei Milisavljevic. "Maar onze studie vergelijkt gegevens die met dezelfde camera zijn genomen, de ACS, de vergelijking veel robuuster maken; de knopen waren veel gemakkelijker te volgen met hetzelfde instrument. Het is een bewijs van de lange levensduur van Hubble dat we zo'n zuivere vergelijking konden maken van foto's die met een tussenpoos van 10 jaar zijn gemaakt."

De astronomen maakten ook gebruik van de scherpe ACS-beelden bij het selecteren van de te analyseren ejecta-klonten. In eerdere onderzoeken, onderzoekers namen het gemiddelde van de snelheid van al het gasvormige puin om een ​​explosieleeftijd te berekenen. Echter, de ACS-gegevens onthulden regio's waar het ejecta vertraagde omdat het insloeg op dichter materiaal dat door de ster werd afgeworpen voordat het als een supernova explodeerde. Onderzoekers hebben die knopen niet in het monster opgenomen. Ze hadden de ejecta nodig die het best hun oorspronkelijke snelheden van de explosie weerspiegelde, ze gebruiken om een ​​nauwkeurige schatting van de leeftijd van de supernova-explosie te bepalen.

Hubble klokte ook de snelheid van een vermoedelijke neutronenster - de verbrijzelde kern van de gedoemde ster - die door de ontploffing werd uitgeworpen. Op basis van hun schattingen de neutronenster moet met meer dan 2 miljoen mijl per uur vanuit het centrum van de explosie bewegen om op zijn huidige positie te zijn aangekomen. De vermoedelijke neutronenster werd geïdentificeerd in waarnemingen met de Very Large Telescope van de European Southern Observatory in Chili, in combinatie met gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory.

"Dat is behoorlijk snel en aan het uiterste einde van hoe snel we denken dat een neutronenster kan bewegen, zelfs als het een kick kreeg van de supernova-explosie, "Zei Banovetz. "Recente onderzoeken roepen de vraag op of het object daadwerkelijk de overlevende neutronenster is van de supernova-explosie. Het is mogelijk slechts een compacte klomp supernova-ejecta die is verlicht, en onze resultaten ondersteunen deze conclusie over het algemeen."

Dus de jacht op de neutronenster kan nog steeds doorgaan. "Onze studie lost het mysterie niet op, maar het geeft een schatting van de snelheid van de kandidaat-neutronenster, ' zei Banovetz.

Banovetz zal de bevindingen van het team op 14 januari presenteren tijdens de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society.