Bildekreditt: Chandra
Kombinerte data fra NASAs Chandra røntgenobservatorium og infrarøde observasjoner med Palomar 200-tommers teleskop har avdekket bevis for at et gammastråle-brast, en av naturens mest katastrofale eksplosjoner, skjedde i vår galakse for noen tusen år siden. Supernova-resten, W49B, kan også være den første resten av en gammastråle-burst som ble oppdaget i Melkeveien.
W49B er en tønneformet tåke som ligger omtrent 35 000 lysår fra Jorden. De nye dataene avslører lyse infrarøde ringer, som bøyler rundt en tønne, og intens røntgenstråling fra jern og nikkel langs tønnens akse.
"Disse resultatene gir spennende bevis på at en ekstremt massiv stjerne eksploderte i to kraftige, motsatt rettede jetfly som var rike på jern," sa Jonathan Keohane fra NASAs Jet Propulsion Laboratory på en pressekonferanse på American Astronomical Society-møtet i Denver. "Dette gjør W49B til en førstekandidat for å være restene av en gammastråleutbrudd som involverer en svart hulls kollaps."
“Det nærmeste kjente gammastråle-sprekker til jorden er flere millioner lysår unna? de fleste er milliarder lysår fjerne? så deteksjonen av resten av en i vår galakse ville være et stort gjennombrudd, "sa William Reach, en av Keohanes samarbeidspartnere fra California Institute of Technology.
I følge kollapsar-teorien produseres gamma-ray burst når en massiv stjerne går tom for kjernebrensel og stjernens kjerne kollapser for å danne et svart hull omgitt av en skive med ekstremt varm, raskt roterende, magnetisert gass. Mye av denne gassen blir trukket inn i det sorte hullet, men noen blir kastet bort i motsatt rettede gassstråler som beveger seg med nær lysets hastighet.
En observatør på linje med en av disse jetflyene ville se en gammastråle-brast, en blendende blitz der den konsentrerte kraften tilsvarer den for ti firemillersol i et minutt eller så. Utsikten vinkelrett på jetflyene er en mindre forbløffende, men ikke desto mindre spektakulær supernovaeksplosjon. For W49B vippes strålen ut av himmelplanet med omtrent 20 grader.
Fire ringer med en diameter på omtrent 25 lysår kan identifiseres i det infrarøde bildet. Disse ringene, som skyldes varm gass, ble antagelig kastet ut av den raske rotasjonen av den massive stjernen noen hundre tusen år før stjernen eksploderte. Ringene ble presset utover av en varm vind fra stjernen noen tusen år før den eksploderte.
Chandras bilde og spektrale data viser at jetfly av multimillion-grad Celsius-gass som strekker seg langs tønne på tønne er rike på jern og nikkelioner, i samsvar med at de kastes ut fra stjernens sentrum. Dette skiller eksplosjonen fra en konvensjonell supernova type II der det meste av Fe og Ni går ut på å lage nøytronstjernen, og den ytre delen av stjernen er det som kastes ut. I kontrast, i kollapsarmodellen av gammastråle, sprenger jern og nikkel fra sentrum ut langs strålen.
I endene av tønnen blusser røntgenutslippet ut for å lage en varm hette. Røntgenhetten er omgitt av en flat ut sky av hydrogenmolekyler som er oppdaget i det infrarøde. Disse funksjonene indikerer at sjokkbølgen produsert av eksplosjonen har møtt en stor, tett sky av gass og støv.
Scenariet som dukker opp er et der en massiv stjerne dannet fra en tett sky av støv, lyste sterkt i noen millioner år mens han snurret av gassringer og skyv dem bort, og dannet et nesten tomt hulrom rundt stjernen. Stjernen gjennomgikk da en supernovaeksplosion av kollapsartype som resulterte i en gammastråle-eksplosjon.
Observasjonene av W49B kan bidra til å løse et problem som har bedeviled sammenbruddsmodellen for gammastråle-utbrudd. På den ene siden er modellen basert på kollapsen av en massiv stjerne, som normalt er dannet av en tett sky. På den annen side indikerer observasjoner av ettergløden til mange gammastråle-utbrudd at eksplosjonen skjedde i en gass med lav tetthet. Basert på W49B-dataene, er resolusjonen foreslått av Keohane og kolleger at stjernen hadde skåret ut et omfattende hulrom med lav tetthet der eksplosjonen senere skjedde.
"Denne stjernen ser ut til å ha eksplodert i en boble den hadde skapt," sa Keohane. "På en måte gravde den sin egen grav."
NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet for Office of Space Science, NASAs hovedkvarter, Washington. Northrop Grumman fra Redondo Beach, California, tidligere TRW, Inc., var den viktigste utviklingsentreprenøren for observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerer vitenskap og flyoperasjoner fra Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Originalkilde: Chandra News Release
