En kunstners koncept om en hypotetisk supernova i vores galakse. Billedkredit: David A. Aguilar (CfA). Klik for at forstørre
Et team af astronomer har fundet svage synlige ekkoer af tre gamle supernovaer ved at opdage deres århundreder gamle lys, da det reflekteres af skyer af interstellar gas hundreder af lysår fjernet fra de oprindelige eksplosioner.
Beliggende i en nærliggende galakse i jordens sydlige himmel, blinkede de tre eksploderende stjerner i kortvarig glans for mindst to århundreder siden og sandsynligvis længere. Den ældste er sandsynligvis sket for mere end seks hundrede år siden.
Lysekoerne blev opdaget ved at sammenligne billeder af Stor Magellanisk Sky (LMC) med flere års mellemrum. Ved præcist at trække de fælles elementer i hvert billede af galaksen og kigge efter øje for at se, hvilke variable objekter der forbliver, ledte teamet efter bevis for usynlig mørk stof, der kunne forvrænge stjernenes lys på en forbigående måde, som en del af en himmelundersøgelse kaldet SuperMACHO.
Denne omhyggelige billedanalyse afslørede også et lille antal koncentriske, cirkulære buer, der bedst forklares som lys, der bevæger sig udad over tid, og som er spredt, når det støder på tætte lommer med køligt interstellært støv. Holdmedlemmer monterer derefter vinkelrette vektorer til kurverne i hvert lysbuesystem, som viste sig at pege bagud mod stederne for tre supernovaerester, som tidligere var kendt og mente at være relativt unge.
”Uden geometrien for lysekkoet, havde vi ingen præcis måde at vide, hvor gamle disse supernovaer var,” sagde astronom Armin Rest fra National Optical Astronomy Observatory (NOAO), hovedforfatter af et papir om opdagelsen i 22. december , 2005, udgave af Nature. "Nogle relativt enkle matematikker kan hjælpe os med at besvare et af de mest irriterende spørgsmål, som astronomer kan stille - præcis hvor gammelt er dette objekt, vi ser på?"
Ligesom et lydekko kan forekomme, når lydbølger spretter fra en fjern overflade og reflekteres tilbage mod lytteren, kan der ses et lysekko, når lysbølger, der rejser gennem rummet, reflekteres tilbage mod seeren - i dette tilfælde er det Mosaiske digitale kamera tændt National Science Foundation's Blanco 4-meter-teleskop ved Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) i Chile.
Denne teknik kan udvides til berømte supernovaer i historien. ”Forestil dig at se lys fra den samme eksplosion, som først blev set af Johannes Kepler for omkring 400 år siden, eller den, der blev optaget af kinesiske observatører i 1006,” sagde Christopher Stubbs fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), medforfatter til papiret og hovedundersøger for SuperMACHO-programmet. ”Disse lysekkoer giver os den mulighed.”
I princippet kan astronomer opdele lysekkoet i et spektrum for at undersøge, hvilken type supernova der opstod. ”Vi har potentialet med disse ekkoer til at bestemme stjernens dødens årsag, ligesom arkæologerne, der tog en CT-scanning af King Tuts mumie for at finde ud af, hvordan han døde,” sagde medforfatter Arti Garg fra CfA.
Astronomer kan også bruge supernova lyseko til at måle strukturen og arten af det interstellare medium. Støv og gas mellem stjernerne er usynlige, medmindre de er oplyst af en eller anden lyskilde, ligesom tåge om natten ikke er mærkbar, før de er oplyst af en bils forlygter. En supernova-eksplosion kan give den belysning, der lyser op omgivende skyer af stof med sin strobe-lignende flash.
”Vi ser reflektionen som en bue, fordi vi er inde i en imaginær ellipse, med Jorden i det ene fokus på ellipsen og de gamle supernovaer i det andet,” forklarede Nicholas Suntzeff fra NOAO. ”Når vi ser ud mod supernovaerne, ser vi reflektionen af lysekkoet, når det skærer den ellipses ydre overflade. Formen på reflektionen fra vores udsigtspunkt ser ud til at være en del af en cirkel. ”
Et usædvanligt aspekt af buerne er, at de generelt ser ud til at bevæge sig meget hurtigere end lysets hastighed. Dette overtræder ikke den kosmiske hastighedsgrænse, som siger, at ethvert objekt ikke kan bevæge sig hurtigere end lysets hastighed. ”Hvad vores teleskoper ser, er reflektionen bevæger sig, og ikke noget fysisk objekt,” tilføjede Suntzeff. ”Det er også meget spændende, at vores observationer bekræfter den visionære forudsigelse af Fritz Zwicky i 1940 om, at lys fra gamle supernovaer kunne ses i ekko af eksplosionen.”
To ekstra farvegrafik i høj opløsning til illustrering af dette resultat er tilgængelige på http://www.noao.edu/outreach/press/pr05/pr0512.html.
Andre medforfattere af Nature-papiret er Knut Olsen og Chris Smith (CTIO); Jose Luis Prieto (Ohio State University); Douglas Welch (McMaster University, Ontario); Andrew Becker og Gajus Miknaitis (University of Washington); Marcel Bergmann (Gemini Observatory); Alejandro Clocchiatti og Dante Minniti (Pontifica Universidad Catolica de Chile); og Kem Cook, Mark Huber og Sergei Nikolaev (Lawrence Livermore).
Hovedkvarter i Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) er et fælles samarbejde mellem Smithsonian Astrophysical Observatory og Harvard College Observatory. CfA-forskere, der er organiseret i seks forskningsafdelinger, studerer universets oprindelse, udvikling og ultimative skæbne.
Original kilde: CfA News Release
