Supernova 2007bi var ikke din typiske supernova: den var 10 gange lysere end en Type Ia-supernova, hvilket gjorde det til en af de mest energiske supernova-begivenheder, der nogensinde er optaget. Astronomer fra University of California Berkeley har analyseret eksplosionen, som blev optaget af en robotundersøgelse i 2007, og fandt, at det sandsynligvis er den første bekræftede observation nogensinde, der er foretaget af en par-ustabil supernova, en type ekstremt energisk supernova, der er blevet teoretiseret, men aldrig direkte bekræftet.
Den bekræftede observation af en par-ustabil supernova har været længe ventet - teorien om, at de eksisterer, har eksisteret siden 1960'erne - men det ser ud som om ventetiden er forbi. Supernova 2007bi, der blev set af den nærliggende Supernova Factory i april 2007, er den første observerede supernova, der passer til regningen for de usigeligt enorme andele parninstabilitet supernovae-eksplosioner. Et team af astronomer ledet af Alex Filippenko fra University of California Berkeley offentliggjorde deres analyse i 3. december nummer af Natur. Opdagelsen blev oprindeligt foretaget af den nærliggende Supernova-fabrik, og emissionsspektre for begivenheden blev taget med Keck-teleskopet og Very Large Telescope i Chile
Denne type supernovaer forekommer kun i stjerner over 100 solmasser og er utroligt lyse. Energiske gammastråler skabes af den intense varme i stjernens kerne. Disse gammastråler skaber på sin side antimaterielle par af elektroner og positroner. På grund af denne antimaterieproduktion mindskes det udadvendte tryk, der udøves af de nukleare reaktioner i stjernens kerne, og tyngdekraften overtager, hurtigt kollapser den massive kerne i stjernen og skaber en supernova.
Der er teoretiseret for at være to slags: dem, der eksploderer med lige nok kraft til at give mulighed for, at massen omkring den resterende kerne af stjernen rekombineres, og dem, der eksploderer fuldstændigt uden en smidgen tilbage til at danne et sort hul eller en neutronstjerne. Supernova 2006gy, der havde en lysstyrke 10 gange den for en Type Ia-supernova, menes at være af den første sort. Her er vores historie om den ene, kunne Antimatter være magtfulde superlysende supernovaer? og Eta Carinae passer måske også til profilen. Disse typer par-ustabilitet-supernovaer vil skubbe de ydre skaller af stjernestoffet, sætte sig ned i en ligevægt og gentage denne proces, indtil massen er lav nok til, at en normal supernova kan forekomme.
Men 2007bi var alt for massiv til at slå sig ned igen og eksplodere flere gange. Med en masse på 200 solskin var den løbende termonukleære eksplosion, der skete i dens kerne, energisk nok til effektivt at fordampe hele stjernen. Supernovaer i parinstabilitet i stjerner over 130 solmasser efterlader intet i vejen for sorte huller eller neutronstjerner, men fordi de er så energiske og lysende, stiger det stigende lys fra eksplosionen i meget lang tid - 70 dage i sagen af 2007bi.
Selvom holdet opdagede supernovaen næsten en uge efter toppen, var de i stand til at beregne varigheden af lyskurven. De studerede derefter resterne af eksplosionen i de næste 555 dage, da den forsvandt.
Filippenko sagde: ”Den centrale del af den enorme stjerne var smeltet til ilt nær slutningen af sit liv og var meget varm. Derefter blev de mest energiske fotoner af lys omdannet til elektron-positron-par, der berøvede kerne af tryk og fik den til at kollapse. Dette førte til en eksplosion med nukleart løb, som skabte en stor mængde radioaktivt nikkel, hvis forfald energiserede den udkastede gas og holdt supernovaen synlig i lang tid. ”
Stjernen var unik på en anden måde: den ligger i en nærliggende dværggalakse, der kun indeholder lidt andet end elementerne hydrogen og helium. På grund af dette er 2007bi meget lig med de stjerner, der eksisterede i nærheden af universets begyndelse, før billionerne af supernovaer befolket universet med tungere elementer. At se nærmere på dværggalakser - Universet har dem i spar, men de er ganske svage - kan være nøglen til at observere flere supernovaer af denne art. At kunne studere dens eksplosion og eftervirkninger vil give forskerne et kig på, hvordan de tidligste massive stjerner handlede.
Kilde: Berkeley Lab pressemeddelelse
