Den 23. februar 1987 nåede lyset fra en gigantisk eksploderende stjerne Jorden. Begivenheden, der fandt sted i den store magellanske sky, en lille galakse 168.000 lysår væk, der cirkler om vores Mælkevej, var den nærmeste supernova, der fandt sted i næsten 400 år, og den første siden opfindelsen af moderne teleskoper.
Mere end 30 år senere har et team brugt røntgenobservationer og fysiske simuleringer til nøjagtigt at måle temperaturen af elementer i gassen omkring den døde stjerne for første gang. Når de hyperfaste stødbølger fra hjertet af supernovaen smækker ned i atomer i den omgivende gas, opvarmer de disse atomer til hundreder af millioner grader Fahrenheit.
Resultaterne blev offentliggjort 21. januar i tidsskriftet Nature Astronomy.
Gå ud med et smell
Når gigantiske stjerner når alderdom, slukkes deres ydre lag af og afkøles til enorme resterende strukturer omkring stjernen. Stjernens kerne skaber en spektakulær supernova-eksplosion og efterlader enten en ultradense neutronstjerne eller et sort hul. Stødbølger fra eksplosionen bevæger sig ud med en tiendedel af lysets hastighed og rammer den omgivende gas, opvarmer den og får den til at skinne i lyse røntgenstråler.
NASAs rumbaserede Chandra røntgenteleskop har overvåget emissionerne fra supernova 1987A, som den døde stjerne er kendt, siden teleskopet blev lanceret for 20 år siden. I den tid har supernova 1987A overrasket forskere gang på gang, fortalte David Burrows, en fysiker ved Pennsylvania State University og medforfatter til den nye artikel, til Live Science. ”En stor overraskelse var opdagelsen af en serie med tre ringe omkring den,” sagde han.
Siden omkring 1997 har chokbølgen fra supernova 1987A været i samspil med den inderste ring, kaldet ækvatorringen, sagde Burrows. Ved hjælp af Chandra har han og hans gruppe overvåget lyset, der er skabt af chokbølgerne, når de interagerer med ækvatorringen for at lære, hvordan gas og støv i ringen varmer op. De ønskede at finde ud af temperaturerne på forskellige elementer i materialet, efterhånden som chockfronten opslynger det, et langvarigt problem, som har været vanskeligt at bestemme nøjagtigt.
For at hjælpe med målingerne oprettede teamet detaljerede 3D-computersimuleringer af supernovaen, der adskilt de mange processer under spil - hastigheden på chokbølgen, temperaturen på gassen og opløsningsgrænserne for Chandras instrumenter. Derfra var de i stand til at nedsætte temperaturen på en lang række elementer, fra lette atomer som nitrogen og ilt, helt op til tunge dem som silicium og jern, sagde Burrows. Temperaturen varierede fra millioner til hundreder af millioner af grader.
Resultaterne giver vigtig indsigt i dynamikken i supernova 1987A og hjælper med at teste modeller af en bestemt type chokfronter, fortalte Jacco Vink, en højenergistrofysiker ved University of Amsterdam i Holland, som ikke var involveret i arbejdet, fortalte Live Videnskab.
Da de ladede partikler fra eksplosionen ikke rammer atomer i den omgivende gas, men snarere spreder gasatomerne ved hjælp af elektriske og magnetiske felter, er dette chok kendt som et kollisionsfrit stød, tilføjede han. Processen er almindelig i hele universet, og så forståelse af den bedre ville hjælpe forskere med andre fænomener, såsom solvindens interaktion med interstellært materiale og kosmologiske simuleringer om dannelsen af storstilet struktur i universet.
