Ikke alle supernovaer er skabt lige, astronomer finder. Men nu ser det ud til at være en tredjedel.
”Supernovaeksplosionen er den mest energiske og strålende begivenhed, der sker i universet,” sagde Dae-Sik Moon fra University of Toronto, og en del af et team, der offentliggør deres fund denne uge i Nature. ”Det er rig på information, ikke kun om, hvordan stjerner dør, men med at forstå livets oprindelse og universets udvidelse. Men denne er overraskende anderledes. ”
De første to typer supernovaer er enten varme, unge giganter, der går ud i en voldelig skærm, når de kollapser under deres egen vægt, eller gamle, tætte hvide dværge, der sprænger i en termonuklear eksplosion.
Hvide dværgstjerner består hovedsageligt af kulstof og ilt, og selvom supernovaen, SN2005E, ser ud til at være fra et hvidt dværgsystem, er den blottet for kulstof og ilt og er i stedet rig på helium.
SN2005E blev første gang fundet den 13. januar 2005 i den nærliggende galakse NGC1032, og siden har forskere udført forskellige observationer af den ved hjælp af forskellige teleskoper.
På den ene side var mængden af materiale, der smittede ud fra supernovaen, for lille til, at den var kommet fra en eksploderende kæmpe. Derudover antydede dens placering, fjernt fra de travle knudepunkter, hvor nye stjerner dannes, det var en ældre stjerne, der havde haft tid til at vandre væk fra sin fødested. På den anden side stemte dens kemiske makeup ikke overens med den, der ofte ses i den anden type.
"Det var klart," sagde hovedforfatter Hagai Perets fra Weizmann Institute i Israel og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, "at vi så en ny type supernova."
SN 2005E havde usædvanligt høje niveauer af elementerne calcium og titan, som er produkterne fra en nuklear reaktion, der involverer helium, snarere end kulstof og ilt.
”Vi har aldrig før set et spektrum som dette,” sagde Paolo Mazzali fra Max-Planck Institute for Astrophysics. ”Når den modtagende stjerne har samlet en vis mængde, begynder helium at brænde eksplosivt. De unikke processer, der producerer visse kemiske elementer i disse eksplosioner, kunne løse nogle af gåderne relateret til kemisk berigelse. Dette kan for eksempel være den vigtigste kilde til titan. ”
Computersimuleringer for at se, hvilken slags proces der kunne have frembragt et sådant resultat antyder, at et par hvide dværge er involveret; den ene stjæler helium fra den anden. Når tyvstjernens heliumbelastning stiger forbi et bestemt punkt, sker eksplosionen.
”Donorstjernen er sandsynligvis fuldstændig ødelagt i processen, men vi er ikke helt sikre på tyvenestjernes skæbne,” sagde teammedlem Avishay Gal-Yam.
Faktisk siger astronomerne, at disse relativt svage eksplosioner muligvis ikke er så sjældne.
Alex Filippenko fra UC Berkeley-professor og kollega Dovi Poznanski, begge en del af teamet, der studerer SN 2005E, rapporterede i november sidste år en anden supernova, SN 2002bj, som de mener eksploderede med en lignende mekanisme: antændelse af et heliumlag på en hvid dværg.
”SN 2002bj svarer nok til SN 2005E, men har også nogle klare observationsforskelle,” sagde Filippenko. ”Det var sandsynligvis en hvid dværg, der hæver helium fra en ledsagerstjerne, selvom detaljerne i eksplosionen ser ud til at have været forskellige, fordi spektre og lyskurver adskiller sig.”
Men denne nye type supernova kunne forklare nogle forvirrende fænomener i universet. For eksempel er næsten alle de elementer, der er tungere end brint og helium, skabt i og spredt af supernovaer; den nye type kunne hjælpe med at forklare forekomsten af calcium i både universet og i vores kroppe.
Det kan også redegøre for observerede koncentrationer af partikler kaldet positroner i midten af vores galakse. Positroner er identiske med elektroner, men med en modsat ladning, og nogle har antaget, at henfaldet af endnu usynlige 'mørke stof' partikler kan være ansvarlig for deres tilstedeværelse. Men et af produkterne fra den nye supernova er en radioaktiv form af titan, der, når den nedbrydes, udsender positroner.
"Mørk materie findes muligvis ikke," sagde Gal-Yam, "men disse positroner er måske lige så let beskrevet af den tredje type supernova."
Andre forskere inkluderer: Iair Arcavi og Michael Kiewe fra Weizmann Instituts fakultet for fysik, astronomer fra Scuola Normale Superiore, Pisa og INAF / Padova-observatoriet i Italien, prof. David Arnett fra University of Arizona og forskere fra hele USA , Canada, Chile og Storbritannien.
Originale publikationer:
H.B. Perets, A. Gal-Yam, P. Mazzali et al., "En ny type stellareksplosion fra en heliumrig afkom," Nature, 20. maj 2010.
A. Mazzali, E. O. Ofek, et al., “Supernova 2007bi var en supernovaeksplosion af parinstabilitet,” Nature, Vol. 462, side. 624-627, 3. december 2009.
Kilder: Max Planck Institute, EurekAlert, Weisman Institute EurekAlert
