Ikke alle supernovaer er skapt like, astronomer finner. Men nå ser det ut til å være en tredje.
"Supernovaeksplosjonen er den mest energiske og geniale hendelsen som skjer i universet," sa Dae-Sik Moon fra University of Toronto, og en del av et team som publiserte funnene denne uken i Nature. ”Den er rik på informasjon, ikke bare om hvordan stjerner dør, men å forstå livets opprinnelse og universets utvidelse. Men denne er overraskende annerledes. ”
De to første typene supernova er enten varme, unge giganter som drar ut i et voldsomt skjerm når de kollapser under sin egen vekt, eller gamle, tette hvite dverger som blåser opp i en termonukleær eksplosjon.
Hvite dvergstjerner består hovedsakelig av karbon og oksygen, og selv om supernovaen, SN2005E, ser ut til å være fra et hvitt dvergsystem, er den blottet for karbon og oksygen og er i stedet rik på helium.
SN2005E ble første gang oppdaget 13. januar 2005 i den nærliggende galaksen NGC1032, og siden har forskere gjennomført forskjellige observasjoner av den ved hjelp av forskjellige teleskoper.
På den ene siden var mengden materiale som ble kastet ut fra supernovaen for liten til at den hadde kommet fra en eksploderende gigant. I tillegg antydet beliggenheten, fjernt fra de travle knutepunktene hvor nye stjerner dannes, at det var en eldre stjerne som hadde hatt tid til å vandre av fra fødestedet. På den annen side stemte ikke den kjemiske sminken sammen med den som vanligvis sees i den andre typen.
"Det var klart," sa hovedforfatter Hagai Perets fra Weizmann Institute i Israel og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, "at vi så en ny type supernova."
SN 2005E hadde uvanlig høye nivåer av elementene kalsium og titan, som er produktene fra en kjernefysisk reaksjon som involverer helium, i stedet for karbon og oksygen.
"Vi har aldri før sett et spekter som dette," sa Paolo Mazzali fra Max-Planck Institute for Astrophysics. Når først den mottatte stjernen har samlet en viss mengde, begynner heliumet å brenne eksplosivt. De unike prosessene som produserer visse kjemiske elementer i disse eksplosjonene, kunne løse noen av gåtene knyttet til kjemisk berikelse. Dette kan for eksempel være den viktigste kilden til titan. ”
Datasimuleringer for å se hva slags prosess som kunne ha gitt et slikt resultat antyder at et par hvite dverger er involvert; den ene stjeler helium fra den andre. Når tyvstjernens heliumbelastning stiger forbi et visst punkt, oppstår eksplosjonen.
"Donorstjernen er sannsynligvis fullstendig ødelagt i prosessen, men vi er ikke helt sikre på tjuvstjernens skjebne," sa teammedlem Avishay Gal-Yam.
Faktisk sier astronomene at disse relativt svake eksplosjonene kanskje ikke er så sjeldne.
Alex Filippenko fra UC Berkeley-professor og kollega Dovi Poznanski, begge deler av teamet som studerer SN 2005E, rapporterte i november i fjor en annen supernova, SN 2002bj, som de mener eksploderte av en lignende mekanisme: tenning av et heliumlag på en hvit dverg.
"SN 2002bj er uten tvil lik SN 2005E, men har også noen klare observasjonsforskjeller," sa Filippenko. "Det var sannsynligvis en hvit dverg som anskaffer helium fra en følgesvennstjerne, selv om detaljene i eksplosjonen ser ut til å ha vært forskjellige fordi spektra og lyskurver er forskjellige.
Men denne nye typen supernova kunne forklare noen rart fenomener i universet. For eksempel er nesten alle elementene tyngre enn hydrogen og helium blitt til i og spredt av supernovaer; den nye typen kan bidra til å forklare forekomsten av kalsium i både universet og i kroppene våre.
Det kan også utgjøre observerte konsentrasjoner av partikler som kalles positroner i sentrum av galaksen. Positroner er identiske med elektroner, men med en motsatt ladning, og noen har antatt at forfallet av ennå usynlige ‘mørke stoffer’ partikler kan være ansvarlig for deres tilstedeværelse. Men ett av produktene til den nye supernovaen er en radioaktiv form av titan som, når den forfaller, avgir positroner.
"Mørk materie kan ikke eksistere," sa Gal-Yam, "men disse positronene blir kanskje like lett redegjort for av den tredje typen supernova."
Andre forskere inkluderer: Iair Arcavi og Michael Kiewe fra Weizmann Institutes fakultet for fysikk, astronomer fra Scuola Normale Superiore, Pisa, og INAF / Padova-observatoriet i Italia, prof. David Arnett fra University of Arizona, og forskere fra hele USA , Canada, Chile og Storbritannia.
Opprinnelige publikasjoner:
H.B. Perets, A. Gal-Yam, P. Mazzali et al., "En ny type fantastisk eksplosjon fra en heliumrik stamfader," Nature, 20. mai 2010.
A. Mazzali, E. O. Ofek, et al., "Supernova 2007bi var en supernovaeksplosjon med par-ustabilitet," Nature, Vol. 462, p. 624-627, 3. desember 2009.
Kilder: Max Planck Institute, EurekAlert, Weisman Institute EurekAlert
