Et internationalt team af astronomer meddeler i dag, at de har identificeret den sandsynlige overlevende ledsagerstjerne til en titanisk supernovaeksplosion, der blev vidne til i år 1572 af den store danske astronom Tycho Brahe og andre astronomer i den æra.
Denne opdagelse giver det første direkte bevis, der understøtter den langvarige tro på, at type Ia-supernovaer kommer fra binære stjernesystemer, der indeholder en normal stjerne og en udbrændt hvid dværgstjerne. Den normale stjerne spilder materiale på dværgen, hvilket til sidst udløser en eksplosion.
Resultaterne af denne forskning, ledet af Pilar Ruiz-Lapuente fra University of Barcelona, Spanien, offentliggøres i den 28. oktober. ”Der var ingen tidligere beviser, der pegede på nogen bestemt slags ledsager fra de mange, der var blevet foreslået. Her har vi identificeret en klar sti: den fødende stjerne ligner vores sol, lidt mere ældet, ”siger Ruiz-Lapuente. ”Stjernens høje hastighed henvendte os til den,” tilføjede hun.
Supernovaer af type Ia bruges til at måle historien om universets ekspansionshastighed og er så grundlæggende for at hjælpe astronomer med at forstå opførelsen af mørk energi, en ukendt kraft, der fremskynder universets udvidelse. At finde bevis for at bekræfte teorien om, hvordan type Ia-supernovaer eksploderer, er afgørende for at forsikre astronomer om, at objekterne bedre kan forstås som pålidelige kalibratorer til udvidelse af rummet.
Identifikationen af det overlevende medlem af den stellare duo ligner en efterforskningsfortælling om et forbrydelsessted. Selvom nutidens astronomer ankom stedet for katastrofen 432 år senere ved hjælp af astronomiske forensikere, har de knebet en af gerningsmændene, der styrter væk fra stedet for eksplosionen (som nu er indhyllet i en enorm boble af varm gas kaldet Tychos Supernova-rest) . I de sidste syv år blev den løbende stjerne og dens omgivelser undersøgt med forskellige teleskoper. Hubble-rumteleskopet spillede en nøglerolle ved præcist at måle stjernens bevægelse mod himmelens baggrund. Stjernen bryder hastighedsgrænsen for den bestemte region i Mælkevejen Galaxy ved at bevæge sig tre gange hurtigere end de omkringliggende stjerner. Som en sten kastet af en slynge gik stjernen ud i rummet og bevarede hastigheden af sin orbitalbevægelse, da systemet blev forstyrret af den hvide dværgs eksplosion.
Dette alene er kun omstændighedsbevis for, at stjernen er gerningsmanden, fordi der er alternative forklaringer på dens mistænkelige opførsel. Det kunne falde ind med en høj hastighed fra den galaktiske glorie, der omgiver Mælkevejens disk. Men spektre opnået med det 4,2-meter William Herschel-teleskop i La Palma og 10-meter W.M. Keck-teleskoper på Hawaii viser, at den mistænkte har det høje tunge elementindhold, der er typisk for stjerner, der bor på Mælkevejens disk, ikke glorie.
Stjernen fundet af Ruiz-Lapuente-teamet er en aldrende version af vores sol. Stjernen er begyndt at udvide i diameter, når den skrider frem mod en rød-gigantisk fase (slutfasen af en sollignende stjernes levetid). Stjernen viser sig at passe til gerningsmandens profil i en af de foreslåede supernova-formoder. I type Ia-supernova-binære systemer ældes den mere massive stjerne i parret hurtigere og bliver til sidst en hvid dværgstjerne. Når den langsommere ledsagende stjerne derefter ældes til det punkt, hvor den begynder at ballonne i størrelse, spilder den brint på dværgen. Brintet akkumuleres, indtil den hvide dværg når en kritisk og præcis massetærskel, kaldet Chandrasekhar-grænsen, hvor det eksploderer som en titanisk atombombe. Energiproduktionen fra denne eksplosion er så velkendt, at den kan bruges som et standardlys til måling af store astronomiske afstande. (Et astronomisk "standardlys" er enhver type lysende objekt, hvis indre kraft er så nøjagtigt bestemt, at det kan bruges til at foretage afstandsmålinger baseret på den hastighed, lyset dæmper over astronomiske afstande).
”Blandt de forskellige systemer, der indeholder hvide dværge, der modtager materiale fra en ledsager af solmasse, antages nogle at være levedygtige efterkommere af type Ia-supernovaer på teoretisk grund. Et system kaldet U Scorpii har en hvid dværg og en stjerne svarende til den der findes her. Disse resultater ville bekræfte, at sådanne binære grupper ender med en eksplosion som den, der blev observeret af Tycho Brahe, men det ville forekomme flere hundrede tusinder af år fra nu af, ”siger Ruiz-Lapuente.
En alternativ teori for type Ia-supernovaer er, at to hvide dværge kredser om hinanden og gradvist mister energi gennem udsendelse af gravitationsstråling (tyngdekraftsbølger). Når de mister energi, spiraler de ind mod hinanden og smelter til sidst sammen, hvilket resulterer i en hvid dværg, hvis masse når Chandrasekhar-grænsen og eksploderer. ”Tychos supernova ser ikke ud til at være produceret af denne mekanisme, da der er fundet en sandsynligvis overlevende ledsager,” siger Alex Filippenko fra University of California i Berkeley, en medforfatter til denne forskning. Han siger, at det alligevel er muligt, at der er to forskellige evolutionære stier til type Ia-supernovaer.
Den 11. november 1572 bemærkede Tycho Brahe en stjerne i stjernebilledet Cassiopeia, der var lige så lys som planeten Jupiter (som var på nattehimlen i Fiskene). Ingen sådan stjerne var nogensinde blevet observeret på dette sted før. Det svarede snart til Venus i lysstyrke (som var med en styrke på -4,5 i den forhåbne himmel). I cirka to uger kunne stjernen ses i dagslys. I slutningen af november begyndte det at falme og ændre farve, fra lyst hvidt til gult og orange til svagt rødligt lys, til sidst falmende fra synlighed i marts 1574, efter at have været synligt med det blotte øje i cirka 16 måneder. Tychos omhyggelige fortegnelse over supernovens lysende og dæmpende tillader nu astronomer at identificere sin "lette signatur" som for en type Ia-supernova.
Tycho Brahe's supernova var meget vigtig, idet den hjalp astronomer fra 1500-tallet til at opgive ideen om himlenes uforanderlighed. På nuværende tidspunkt forbliver Type Ia-supernovaer vigtige spillere i de nyeste kosmologiske opdagelser. For at lære mere om dem og deres eksplosionsmekanisme og gøre dem endnu mere nyttige som kosmologiske sonder undersøger et aktuelt Hubble-rumteleskop-projekt ledet af Filippenko en prøve af supernovaer i andre galakser på det tidspunkt, de eksploderer.
Originalkilde: Hubble News Release
