Supernowa zaobserwowana po raz pierwszy w 1181 roku uwalnia świecące włókna

Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Kiedy w 1181 roku widziano supernową świecącą na nocnym niebie przez sześć miesięcy, była tak jasna, że ​​chińscy i japońscy astronomowie zarejestrowali ją jako „gwiazdę gościnną” w konstelacji Kasjopei.

Teraz astronomowie korzystający z Keck Cosmic Web Imager (KCWI) w Obserwatorium W.M. Keck na Hawajach stworzyli mapę pola dziwnych włókien rozciągających się daleko od miejsca eksplozji gwiazdy.

Po raz pierwszy zaobserwowano w 3D miękkie, przypominające mniszek włókna, które odpływają z miejsca eksplozji wokół martwej gwiazdy. W artykule opublikowanym 24 października naukowcy podzielili się wynikami swojej pracy, które dostarczają nowej jasności co do struktury pozostałości po supernowej. Listy do dzienników astrofizycznych.

„Standardowy obraz pozostałości po supernowej byłby nieruchomym obrazem pokazu sztucznych ogni” – stwierdził w oświadczeniu współautor badania Christopher Martin, profesor fizyki w Caltech i lider zespołu, który zbudował kamerę.
„KCWI daje nam coś w rodzaju„ filmu ”, w którym możemy zmierzyć ruch żaru powstałego w wyniku eksplozji, gdy wyłania się z centralnej erupcji”.

To odkrycie dodaje kolejny element układanki, ponieważ astronomowie starają się zrozumieć pozostałości pozostawione przez tę niezwykłą supernową. W tym przypadku włókna promieniują od „gwiazdy zombie” powstałej w wyniku eksplozji. Za każdym razem, gdy badacze obserwują supernową, odkrywają więcej niespodzianek.

Poszukiwania wizualnych dowodów na istnienie supernowej, zwanej SN 1181, trwały przez stulecia, zanim astronom amator Dana Bachek po raz pierwszy odkryła jej pozostałość w 2013 roku.

Bachek odkrył mgławicę w pobliżu pierwotnego miejsca wybuchu supernowej, badając zdjęcia wykonane przez wycofaną już z działalności misję Wide Field Infrared Survey NASA. Później przedstawił to Albert Zijlstra, profesor astrofizyki na Uniwersytecie w Manchesterze w Anglii Związek pomiędzy mgławicą a SN 1181 W 2021 r.

Mgławica, chmura materii wyrzucona z supernowej, nosi nazwę Pa 30.

Następnie w 2023 roku astronomowie zauważyli wewnątrz mgławicy dziwne włókna świecące światłem siarkowym. Naukowcy wiedzą, że struny utworzyły supernowe, ale nie jest jasne, jak i kiedy powstały te struktury.

Supernowa z roku 1181 nie była zwykłą eksplozją gwiazdy. Naukowcy uważają, że zdarzenie to było wynikiem eksplozji termojądrowej, która miała miejsce na białym karle, czyli gęstej martwej gwieździe. Możliwe, że dwa białe karły zderzyły się, tworząc supernową. Jednak uderzenie spowodowało jedynie częściową eksplozję.

Gwałtowne eksplozje supernowych zwykle niszczą białe karły, ale częściowa eksplozja, znana jako supernowa rzadkiego typu, pozostawiła po sobie gwiazdę zombie.

„Ponieważ była to nieudana eksplozja, była słabsza niż zwykłe supernowe, co, jak wykazano, jest zgodne z zapisami historycznymi” – stwierdziła współautorka badania Ilaria Caiazzo, adiunkt w Instytucie Nauki i Technologii w Austrii. oświadczenie.

Aby bliżej przyjrzeć się włóknam pozostawionym przez dziwną eksplozję, astronomowie sięgnęli po kamerę kosmicznej sieci Keck. Narzędzie zostało zaprojektowane do przechwytywania informacji o każdym pikselu obrazu w różnych długościach fal światła.

Zaawansowane dane zebrane przez narzędzie pozwoliły zespołowi zmierzyć ruchy każdego wątku i stworzyć mapę 3D. Podczas gdy włókna poruszające się w kierunku Ziemi należą do najbardziej niebieskiej, wysokoenergetycznej części światła widzialnego, jaką widzi ludzkie oko, włókna poruszające się w przeciwnym kierunku wydają się bardziej czerwone.

Jest to podobne do efektu Dopplera obserwowanego, gdy pojazdy uprzywilejowane włączają syreny; Klakson zbliżającego się samochodu zabrzmi z wyższą częstotliwością, ale w miarę oddalania się fale dźwiękowe rozszerzają się i emitują niższą częstotliwość.

Keck Cosmic Web Imager umożliwił pomiary prędkości dowolnego materiału w mgławicy, który emitował światło. Kiedy zespół przeanalizował dane, odkrył, że włókna odlatywały z miejsca supernowej z prędkością 2,2 miliona mil na godzinę (około 1000 kilometrów na sekundę).

„Odkryliśmy, że materiał we włóknach rozszerza się balistycznie” – powiedział Tim Cunningham, główny autor badania i pracownik NASA Hubble Fellow w Centrum Astrofizyki. Harvard i Smithsonian w oświadczeniu. „Oznacza to, że od czasu eksplozji materiał nie uległ spowolnieniu ani przyspieszeniu. Na podstawie zmierzonych prędkości i patrząc wstecz, można z grubsza wskazać eksplozję w roku 1181”.

Chociaż światło supernowej dotarło do Ziemi po raz pierwszy 6 sierpnia 1181 roku, eksplozja nastąpiła znacznie wcześniej. Gwiazda znajdowała się 7500 lat świetlnych od Ziemi, zatem potrzeba było 7500 lat, aby jasne światło supernowej stało się widoczne na nocnym niebie Ziemi, powiedział Zijlstra, który nie był zaangażowany w nowe badania.

Dane 3D wskazały również na nowe tajemnice, takie jak duża wnęka w strukturze mgławicy, a także dowody na to, że supernowa pojawiła się asymetrycznie.

Cunningham powiedział, że włókna wydają się promieniować z zewnętrznej powłoki rozciągającej się od gwiazdy centralnej. Jednak zespół nadal nie jest pewien, w jaki sposób powstają włókna.

„Są dwa proponowane scenariusze: 1) fala uderzeniowa poruszająca się z powrotem w kierunku gwiazdy powoduje sublimację pyłu w gorący gaz, który następnie szybko się ochładza i zbiera w proste włókna lub 2) grudki pyłu są usuwane przez szybkie wiatry gwiazdy gwiazda centralna” – powiedział Cunningham w e-mailu. „Nasze obserwacje nie są w stanie rozróżnić tych dwóch modeli i potrzeba więcej obserwacji i teorii, aby zrozumieć tę mgławicę, ale nasze obserwacje dostarczyły ważnego elementu układanki!”

W zeszłym roku przeprowadzono badania, aby rzucić światło na tajemnice nici po tym, jak w 2023 r. ujawniono je w artykule badawczym.

Chociaż włókna liniowe są niezwykłe jak na supernową, Zijlstra stwierdził, że przypominają one cechy obserwowane w mgławicach planetarnych lub świecące otoczki gazu wokół umierających gwiazd, takich jak mgławice planetarne. Mgławica Pierścień Południowy I Mgławica Pierścień Obserwowane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.

Unikalna struktura włókien „stanowiła duże wyzwanie do fizycznego wyjaśnienia — zwłaszcza biorąc pod uwagę, że (wcześniej) obserwowane włókna zdawały się rozciągać od obszarów centralnych do zewnętrznych” – powiedział Takatoshi Ko, doktorant w Harvard’s Center for Early Universe Research . Uniwersytet Tokijski.

Kuo nie był zaangażowany w nowe obserwacje za pomocą Keck Cosmic Web Imager, ale on i jego koledzy tak opublikował badanie Na początku tego roku zasugerowano, że pozostałość po supernowej składa się z wielu obszarów, co utrudnia ustalenie dokładnego składu włókien.

Obserwacje z nowego badania pokazują, że włókna rozciągają się jedynie w poprzek zewnętrznych obszarów mgławicy, a nie od środka na zewnątrz, co stanowi kolejny dowód na tezę, że w pozostałości po supernowej istnieje wiele obszarów, powiedział Kuo. Im większą jasność uzyskają badacze co do struktury włókien, tym większe prawdopodobieństwo, że odkryją, co w ogóle utworzyło kosmiczny mniszek lekarski.