Hva skjedde for 400 år siden for å lage denne forbløffende vakre supernova-resten - og var det to skyldige eller bare en? Dette Hubble-romteleskopet av en type Ia-opprettet rest har hjulpet astronomer med å løse et mangeårig mysterium om den typen stjerner som forårsaker noen supernovaer, kjent som en avkom.
"Fram til dette tidspunktet visste vi ikke egentlig hvor denne typen supernova kom fra, til tross for at vi studerte dem i flere tiår," sa Ashley Pagnotta fra Louisiana State University, og holdt tale under en pressemøte på American Astronomical Society-møtet onsdag. "Men vi kan nå si at vi har den første definitive identifikasjonen av en stamfader av type 1a, og vi vet at denne må ha hatt en dobbelt degenerert stamfader - det er det eneste alternativet."
Denne supernova-resten som har et telefonnummerlignende navn SNR 0509-67.5, ligger 170.000 lysår unna i galaksen Large Magellanic Cloud.
Astronomer har lenge mistenkt at to stjerner var ansvarlige for eksplosjonen - som tilfellet er med de fleste supernovaer av type 1a - men var ikke sikre på hva som utløste eksplosjonen. En forklaring kan være at det var forårsaket av masseoverføring fra en følgesvennstjerne der en stjerne i nærheten søl materiale på en hvit dvergkompis, og startet en kjedereaksjon som forårsaker en av de kraftigste eksplosjonene i universet. Dette er kjent som den 'en degenererte' banen - som ser ut til å være den mest sannsynlige, vanlige og mest foretrukne forklaringen for mange Type 1a-supernovaer.
Det andre alternativet er kollisjonen av to hvite dverger, som er kjent som ‘dobbeltgenerert, som ser ut til å være den mindre vanlige og ikke så allment aksepterte forklaringen på supernovaer. For mange astrofysikere syntes fusjonsscenarioet å være mindre sannsynlig fordi det ser ut til å være for få dobbelt-hvite dvergsystemer; Det ser ut til å være bare en håndfull som er blitt oppdaget så langt.
Problemet med SNR 0509-67.5 var at astronomer ikke kunne finne noen rester av ledsagerstjernen. Derfor ble det dobbelte degenererte scenariet vurdert, da det i så fall ikke vil være noe igjen da begge hvite dverger blir fortært i eksplosjonen. Når det gjelder en enkelt avkom, vil den ikke-hvite dvergstjernen fortsatt være i nærheten av eksplosjonsstedet og vil fremdeles se veldig ut som den gjorde før eksplosjonen.
Derfor har en mulig måte å skille mellom de forskjellige stamfadermodellene vært å se dypt i sentrum av en gammel supernova-rest for å søke etter eks-følgesvenn-stjernen.
"Vi vet at Hubble har den følsomheten som er nødvendig for å oppdage de svakeste restene av hvite dverger som kunne ha forårsaket slike eksplosjoner," sa hovedetterforsker Bradley Schaefer fra LSU. "Logikken her er den samme som det berømte sitatet fra Sherlock Holmes: 'Når du har eliminert det umulige, må det som er igjen, uansett usannsynlig, være sannheten.'"
I 2010 forberedte Schaefer og Pagnotta et forslag om å lete etter eventuelle svake eks-følgesvenn-stjerner i sentrum av fire supernova-rester i den store magellanske skyen da de så et Astronomi-bilde av dagen-bildet som viser et bilde Hubble-romteleskopet allerede hadde hadde tatt av en av sine målrester, SNR 0509-67.5.
(Merk: APOD-bildet 12. januar 2012 er av SNR 0509-67.5!)
Fordi resten vises som et fint symmetrisk skall eller boble, kan det geometriske sentrum bestemmes nøyaktig. Ved å analysere den sentrale regionen mer detaljert, fant de at den var helt tom for stjerner helt ned til grensen for de svakeste gjenstandene Hubble kan oppdage på bildene. Den unge alderen betyr også at eventuelle overlevende stjerner ikke har beveget seg langt fra eksplosjonsstedet. De klarte å krysse av listen over alle mulige enkelt degenererte scenarier, og satt igjen med den doble degenererte modellen der to hvite dverger kolliderer.
"Siden vi kan ekskludere alle mulige enkeltgenerater, vet vi at det må være et dobbeltgenerert," sa Pagnotta. "Årsaken til SNR 0509-67.5 kan forklares best ved at to tett kretsende hvite dvergstjerner spiraler nærmere og nærmere til de kolliderte og eksploderte."
Pagnotta bemerket også at denne supernovaen faktisk ikke er en vanlig type 1a-supernova, men en underklasse kalt 1991t, som er en ekstra lys supernova.
Et papir fra Marat Gilfanov fra Max Planck Institute for Astrophysics i 2010 indikerte at kanskje mange Type 1a-supernovaer var forårsaket av to hvite dvergstjerner som kolliderte, noe som var en overraskelse for mange astronomer. I tillegg undersøker en gjennomgang av den nylige supernovaen SN 2011fe, som eksploderte i august 2011, muligheten for dobbelt degenerert stamfader. Et åpent spørsmål gjenstår om disse hvite dvergsammenslåingene er den primære katalysatoren for type Ia supernovaer i spiralgalakser. Det kreves ytterligere studier for å vite om supernovaer i spiralgalakser er forårsaket av sammenslåing eller en blanding av de to prosessene.
Schaefer og Pagnotta planlegger å se på andre supernova-rester i den store magellenske skyen for å teste ytterligere deres observasjoner.
Pagnotta bekreftet at alle med en internettforbindelse kunne ha gjort denne oppdagelsen, ettersom alle Hubble-bildene som ble brukt, var tilgjengelige offentlig, og bruken av Hubble-dataene ble fremmet av APOD.
Kilder: Science Paper av Bradley E. Schaefer og Ashley Pagnotta (PDF-dokument), HubbleSite, AAS press briefing
