Stellar Survivor Od 1572 A. Eksplozija podpira teorijo supernove | 2020

Vsebina:

Anonim

Mednarodna ekipa astronomov, ki jo vodi španski Pilar Ruiz-Lapuente in vključno z Alex Filippenko iz UC Berkeley, je verjetno preživeli spremljevalski zvezdi odkrila v titanski eksploziji supernove, ki jo je leta 1572 priča Brahe in drugi astronomi te dobe. To odkritje je prvi neposredni dokaz, ki podpira trdno prepričanje, da supernove tipa Ia prihajajo iz binarnih zvezdnih sistemov, ki vsebujejo normalno zvezdo in izgorelo belo zvezdo. Normalna zvezda razlije material na škrat, ki na koncu sproži eksplozijo.

"Ni bilo prejšnjih dokazov, ki bi kazali na katero koli posebno vrsto spremljevalne zvezde iz mnogih, ki so bili predlagani. Tukaj smo ugotovili jasno pot: zvezda, ki hrani, je podobna naši soncu, nekoliko starejša," je dejal Ruiz-Lapuente. Univerzi v Barceloni.

Eksplozivna zvezda iz 16. stoletja, ki se je pojavila v ozvezdju Kasiopeja, je bila vidna pri dnevni svetlobi približno dva tedna in je ostala vidna s prostim očesom 16 mesecev. Braheova natančna evidenca o osvetljevanju in zatemnitvi supernove zdaj omogoča astronomom, da identificirajo njegov "lahek podpis" kot supernova tipa Ia.

"To je bilo konec temnega obdobja v Evropi in ta opažanja so bila pomemben dokaz, da nebesa niso nespremenljiva," je dodal Filippenko, profesor astronomije na UC Berkeley.

Ruiz-Lapuenete, Filippenko in njihovi kolegi so objavili rezultate svojih raziskav v izdaji britanskega časopisa Nature 28. oktobra.

Supernove tipa Ia se uporabljajo za merjenje zgodovine širitve vesolja in so zato bistvenega pomena, da astronomi pomagajo razumeti obnašanje temne energije, neznane sile, ki pospešuje širitev vesolja. Iskanje dokazov, ki potrjujejo teorijo o tem, kako eksplodirajo supernove tipa Ia, je ključnega pomena za zagotovitev astronomov, da je mogoče predmete bolje razumeti kot zanesljive kalibratorje širjenja prostora.

Identifikacija preživelega člana zvezdnega dueta se bere kot zgodba o preiskavi na kraju zločina. Čeprav so današnji astronomi prispeli na prizorišče katastrofe 432 let pozneje, z uporabo astronomske forenzike, so zagrabili enega od storilcev, ki so odhajali od mesta eksplozije - zdaj je obdan z ogromnim mehurčkom vročega plina, imenovanim ostanek tiheve supernove. . V zadnjih sedmih letih so se z različnimi teleskopi preučevali pobegla zvezda in njena okolica. Vesoljski teleskop Hubble je imel ključno vlogo pri natančnem merjenju gibanja zvezde na ozadju neba. Zvezda prekine omejitev hitrosti za to določeno območje Galaksije Rimske ceste, tako da se premika trikrat hitreje od okoliških zvezd. Kot kamen, ki ga je vrgla zanka, je zvezda odšla v vesolje in ohranila hitrost svojega orbitalnega gibanja, ko je bil sistem porušen zaradi eksplozije belega škrata.

"Osumljena zvezda se odmakne z neverjetno hitrostjo in je na enaki razdalji kot ostanek supernove," je dejal Filippenko.

To je samo posredni dokaz, da je zvezda storilec, ker obstajajo alternativne razlage za njeno sumljivo vedenje, je dodal. Na primer, lahko se ujame z veliko hitrostjo od galaktičnega haloja, ki obdaja disk na Rimski cesti. Ampak spektri, pridobljeni z 4,2-metrskim teleskopom William Herschel v La Palmi in 10-metrskimi teleskopi WM Keck na Havajih, kažejo, da ima osumljenec visoko vsebnost težkih elementov, značilno za zvezde, ki živijo v disku Rimske ceste, ne v halo .

Lahko bi tudi pričakovali, da bo zvezda kemično "onesnažena" z železom in drugimi težkimi elementi, ki so jih razdejali obsojeni spremljevalci, je povedal Filippenko, vendar glede na ugotovitve ni spektralne indikacije tega. Pobegla zvezda je morda globoko zakopala kemijske dokaze svoje pokojne spremljevalke. To se lahko zgodi zaradi konvektivnih gibov, ki nosijo površinske plasti zvezde globoko v notranjost zvezde kot transportni trak. Ali pa je morda količina onesnaževal, ki jih je zvezda ujela, zelo majhna zaradi visoke hitrosti izmetavanja v supernovi.

Zvezda, ki jo je našla ekipa Ruiz-Lapuente, je starajoča se različica našega sonca. Začela se je širiti v premeru, ko napreduje v fazo rdečega velikana, ki je končna stopnja življenjske dobe zvezde, podobne soncu. Zvezda se izkaže, da ustreza profilu storilca v eni od predlaganih domnev supernove. V binarnih sistemih supernove tipa Ia bo masivnejša zvezda v paru starejša in sčasoma postala bela pritlikava zvezda. Ko se počasneje razvijajoča zvezda pozneje stara do točke, ko začne z balonom po velikosti, razlije vodik na škrat. Vodik se kopiči, dokler beli pritlikavci ne dosežejo kritičnega in natančnega masnega praga, imenovanega Chandrasekharjeva meja, kjer eksplodira kot titanska jedrska bomba.

Energija te eksplozije je tako dobro znana, da jo lahko uporabimo kot standardno svečo za merjenje velikih astronomskih razdalj. (Astronomska "standardna sveča" je katera koli vrsta svetlobnega objekta, katerega intrinzična moč je tako natančno določena, da se lahko uporablja za meritve razdalj, ki temeljijo na hitrosti, ki jo svetloba zatemni nad astronomskimi razdaljami).

"Med različnimi sistemi, ki vsebujejo bele pritlikavce, ki prejmejo material iz spremljevalca sončne mase, se nekateri verjamejo, da so uspešni predniki supernov tipa Ia, in sicer na teoretski osnovi. Sistem, imenovan U Scorpii, ima belega pritlikavca in zvezdo, podobno tistemu. Ti rezultati bi potrdili, da se bodo takšne binarne datoteke končale v eksploziji, kot je tista, ki jo je opazil Tycho Brahe, toda to bi se zgodilo več sto tisoč let od sedaj, «je dejal Ruiz-Lapuente.

Druga alternativna teorija supernove tipa Ia je, da se dva bela palčka v orbiti med seboj, postopoma izgubljata energijo zaradi emisije gravitacijskega sevanja ali gravitacijskih valov. Ko izgubijo energijo, se spirata drug proti drugemu in se sčasoma združita, zaradi česar nastane bel dwarf, katerega masa doseže mejo Chandrasekhar in eksplodira.

"Zdi se, da Tychova supernova ni bila proizvedena s tem mehanizmom, ker je bil najden verjeten preživet spremljevalec," je dejal Filippenko.Ugotovil je, da je kljub temu še vedno možno, da obstajata dve različni evolucijski poti do supernove tipa Ia.

Tycho Brahe je zvezdo prvič opazil 11. novembra 1572 v ozvezdju Kasiopeja, kjer je svetil tako svetlo kot planet Jupiter, ki je bil v nočnem nebu v Ribi. Takšna zvezda na tej lokaciji še ni bila opažena. Njegova svetlost je kmalu izenačila s svetlobo Venere, ki je bila na prednastavljenem nebu velikosti -4,5. Približno dva tedna je bila zvezda vidna podnevi.

Konec novembra je začel blediti in spreminjati barvo, od svetlo bele do rumene in oranžne do rahlo rdeče, končno pa se je marca 1574 izginila iz vidnosti, saj je bila vidna s prostim očesom približno 16 mesecev.

Braheova supernova je bila zelo pomembna, saj je astronomom 16. stoletja pomagala opustiti idejo o nespremenljivosti nebes. Danes so supernove tipa Ia še vedno ključni akterji v novihzgodovinskih odkritjih. Da bi izvedeli več o njih in njihovem mehanizmu eksplozije ter jih naredili še bolj uporabne kot kozmološke sonde, trenutni projekt Hubblovega vesoljskega teleskopa, ki ga vodi Filippenko, preučuje vzorec supernov v drugih galaksijah, ko eksplodirajo.

Znanstveni inštitut za vesoljski teleskop (STScI) upravlja Združenje univerz za raziskave v astronomiji, Inc. (AURA), za NASA, s pogodbo s Goddard Space Flight Centrom, Greenbelt, Md. Vesoljski teleskop Hubble je projekt mednarodno sodelovanje med NASA in Evropsko vesoljsko agencijo (ESA).

Dodatne informacije:

* Video: Povečava na območju Tychove Supernove (http://www.spacetelescope.org/videos/html/heic0415a.html)

* Sporočilo za javnost NASA: Stellar survival iz leta 1572 A.D. (http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2004/34/)