Galaxy NGC 7424 som afbildet af Gemini. Klik for at forstørre
Da en supernova blev opdaget i december 2001, mærkede astronomer det straks som en Type II - når en gigantisk stjerne løber tør for brændstof og eksploderer. Men så forsvandt fortællingen brint omkring den, og astronomer måtte klassificere det som en type I-supernova - når en hvid dværg stjæler stof fra en ledsager. Astronomer, der bruger Gemini-teleskopet i Chile, tror, de har løst mysteriet. De fandt en ledsagerstjerne, der blev efterladt, da supernovaen eksploderede; dette tilvejebragte brint og maskerede den originale supernova.
Brug af Gemini South-teleskopet i Chile har australske astronomer fundet en forudsagt ”ledsager” -stjerne, der blev efterladt, da dens partner eksploderede som en meget usædvanlig supernova. Ledsagerens tilstedeværelse forklarer, hvorfor supernovaen, der begyndte at ligne en slags eksploderende stjerne, syntes at ændre sin identitet efter et par uger.
Gemini-observationerne var oprindeligt beregnet til rekognosering til senere billeddannelse med Hubble-rumteleskopet. ”Men Gemini-dataene var så gode, at vi fik vores svar med det samme,” sagde ledende efterforsker, Dr. Stuart Ryder fra Anglo-Australian Observatory (AAO).
Den kendte australske supernovajæger Bob Evans opdagede først supernovaen 2001ig i december 2001. Den ligger i udkanten af en spiralgalakse NGC 7424, som ligger omkring 37 millioner lysår væk i den sydlige stjernebilledet Grus (kranen).
Supernovaen blev overvåget den næste måned af optiske teleskoper i Chile. Supernovaer klassificeres efter funktionerne i deres optiske spektre. SN2001ig viste oprindeligt de kendte tegn på brint, der havde det tagget som en type II supernova, men brintet forsvandt senere, hvilket satte det ind i kategori I I.
Men hvordan kunne en supernova ændre sin type? Kun en håndfuld af sådanne supernovaer, klassificeret som "Type IIb" for at indikere deres nysgerrige identitetsændring, er nogensinde blevet set. Kun en (kaldet SN 1993J) var tættere end SN 2001ig.
Astronomer, der studerede SN1993J, havde foreslået en forklaring: Supernovas forfædre havde en ledsagerstjerne, der fjernede materiale fra stjernen, før den eksploderede. Dette vil kun efterlade lidt brint på stamfader - så lidt at det kunne forsvinde fra supernova-spektret inden for et par uger.
Et årti senere observerede observationer med det kredsende Hubble-rumteleskop og et af Keck-teleskopene på Hawaii, at SN 1993J faktisk havde en ledsager. Ryder og kolleger spekulerede på, om SN2001ig måske også havde haft en ledsager.
Kort efter, at SN2001ig blev opdaget, begyndte Ryder og hans kolleger at overvåge det med et radioteleskop, CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) Australia Telescope Compact Array i det østlige Australien. Radioemissionen faldt ikke glat over tid men viste i stedet regelmæssige buler og dips. Dette antydede, at materialet i rummet omkring stjernen, der eksploderede - hvilket måske er blevet kaste sent i sit liv - var usædvanligt klumpet.
Selvom klumperne måske har repræsenteret stof med jævne mellemrum fra den krampende stjerne, var deres afstand således, at en anden forklaring syntes mere sandsynlig: at de blev genereret af en ledsager i en excentrisk bane. Da det drejede sig om kredsløb, ville ledsageren have fejet materiale, der blev kaste af efterkommere, ind i et spiralformet (pinwheel) mønster, med tættere klumper på punktet i bane-periastron - hvor de to stjerner nærmede sig tættere.
Sådanne spiraler er blevet afbildet omkring varme, massive stjerner kaldet Wolf-Rayet-stjerner af Dr. Peter Tuthill fra University of Sydney ved hjælp af Keck-teleskoper. Stødene i radiolyskurven på SN2001ig var fordelt på en måde, der var i overensstemmelse med krumningen af en af de spiraler, som Tuthill har afbildet.
”Stellar evolutionsteori antyder, at en Wolf-Rayet-stjerne med en massiv ledsager kunne producere denne usædvanlige form for supernova,” sagde Ryder.
Hvis supernova-efterkommeren havde en ledsager, kan det være synligt, når supernova-affaldet var ryddet. Så astronomerne anmodede om at observere med GMOS-kameraet (Gemini Multi-Object Spectrograph) på det 8 meter store Gemini-teleskop.
Da tiden var inde til at observere, var ”synsvilkårene” (atmosfærens stabilitet) fremragende. Bare en og en halv time var nødvendig for at afbilde supernovafeltet - og afsløre et gulgrønt, punktlignende objekt på stedet for supernovaeksplosionen.
”Vi mener, at dette er ledsageren,” sagde Ryder. "Det er for rødt til at være en plet af ioniseret brint og for blåt til at være en del af selve supernova-resten."
Ledsageren har en masse mellem 10 og 18 gange solen. Astronomerne håber at bruge GMOS igen i de kommende måneder for at få et spektrum af ledsageren til at forfine dette skøn.
Binære ledsagere kunne forklare meget af den mangfoldighed, der ses i supernovaer, antyder Ryder. ”Vi har været i stand til at vise den kameleonlignende opførsel af SN2001ig har en overraskende enkel forklaring,” sagde han.
Dette er kun anden gang, en ledsagerstjerne til en Type IIb-supernova er afbildet, og første gang billedoptagelsen er udført fra jorden.
Et papir om observationer, "En efterlidende undersøgelse af Type IIb supernova 2001ig", co-forfatter af Ryder, University of Tasmania kandidatstuderende Clair Murrowood og den tidligere AAO-astronom Dr Raylee Stathakis, blev offentliggjort online i Månedsmeddelelser om Royal Astronomical Society den 2. maj. Det er også tilgængeligt HER.
Originalkilde: Gemini Observatory
