Αστροφυσική, Διάστημα

Τα σχήματα αποκαλύπτουν την ιστορία των υπερκαινοφανών

Share

Σε πολύ μικρή ηλικία τα παιδιά μαθαίνουν πώς να ταξινομούν τα αντικείμενα ανάλογα με το σχήμα τους. Τώρα, μια νέα έρευνα προτείνει ότι η μελέτη του σχήματος ενός ‘γερασμένου’ σουπερνόβα μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να κάνουν το ίδιο.

Εικόνες από τα κατάλοιπα σουπερνόβα τα οποία έχουν τραβηχτεί από το Παρατηρητήριο Chandra των ακτίνων-Χ, δείχνουν ότι η συμμετρία των συντριμμιών από τα αστέρια που εξερράγησαν, ή η έλλειψή της, μας αποκαλύπτει πώς εξερράγη το αστέρι. Πρόκειται για μια σημαντική ανακάλυψη, διότι δείχνει ότι τα υπολείμματα διατηρούν πληροφορίες σχετικά με το αστέρι που εξερράγη ακόμη και αν έχουν περάσει εκατοντάδες ή και χιλιάδες χρόνια ακόμα.

supernova_remnants Τα δύο αυτά κατάλοιπα των σουπερνόβα είναι μέρος μιας νέας μελέτης από το παρατηρητήριο Chandra της NASA, που δείχνει πώς το σχήμα του λείψανου είναι συνδεδεμένο με τον τρόπο που εξερράγη το προγονικό αστέρι

"Είναι σαν τα κατάλοιπα των σουπερνόβα να έχουν μια ‘μνήμη’ της αρχικής έκρηξης”, δήλωσε η Laura Lopez στο Πανεπιστήμιο της Σάντα Κρουζ, η οποία ηγήθηκε της μελέτης. "Είναι η πρώτη φορά που κάποιος έχει συστηματικά συγκρίνει το σχήμα αυτών των κατάλοιπων στις ακτίνες Χ με αυτόν τον τρόπο."

Οι αστρονόμοι ταξινομούν τα σουπερνόβα σε διάφορες κατηγορίες, ή "τύπους", με βάση τις ιδιότητες που παρατηρήθηκαν μέρες μετά την έκρηξη και οι οποίες αντικατοπτρίζουν πολύ διαφορετικούς φυσικούς μηχανισμούς που αναγκάζουν τα αστέρια να εκραγούν. Αλλά, δεδομένου ότι παρατηρήθηκαν κατάλοιπα σουπερνόβα που οι εκρήξεις τους συνέβησαν πολύ καιρό πριν, απαιτούνται άλλες μέθοδοι για να χαρακτηρίσουν επακριβώς την αρχική σουπερνόβα.

Η Lopez και οι συνεργάτες της επικεντρώθηκαν σε σχετικά μικρά υπολείμματα σουπερνόβα που εκπέμπουν ισχυρή ακτινοβολία Χ από το πυρίτιο που αποβλήθηκε από την έκρηξη, έτσι ώστε να αποκλείονται τα φαινόμενα της διαστρικής ύλης γύρω από την έκρηξη. Η ανάλυσή τους έδειξε ότι οι εικόνες στις ακτίνες-Χ της ύλης που εκτοξεύτηκε, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιορίσει τον τρόπο με τον οποίο το άστρο εξερράγη. Η ομάδα μελέτησε 17 κατάλοιπα σουπερνόβα τόσο στον Γαλαξία μας όσο και σε ένα γειτονικό μας γαλαξία, το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου.

supernova_0548-70.4 Εικόνα του σουπερνόβα SNR 0548-70.4 από το Παρατηρητήριο Chandra

Για κάθε ένα από αυτά τα κατάλοιπα υπάρχουν ανεξάρτητες πληροφορίες σχετικά με τον τύπο της σουπερνόβα, που δεν στηρίζεται στο σχήμα του λειψάνου, αλλά, για παράδειγμα, στα σχετικά στοιχεία που παρατηρήθηκαν σε αυτό. Οι ερευνητές διαπίστωσαν λοιπόν ότι ένα είδος έκρηξης σουπερνόβα – η λεγόμενη τύπου Ia – άφηνε πίσω της σχετικά συμμετρικά, κυκλικά κατάλοιπα. Αυτό το είδος των σουπερνόβα πιστεύεται ότι προκαλούνται από μια θερμοπυρηνική έκρηξη ενός λευκού νάνου, και συχνά χρησιμοποιείται από τους αστρονόμους ως “πρότυπο κερί" για την μέτρηση των κοσμικών αποστάσεων.

Από την άλλη πλευρά, τα κατάλοιπα που συνδέονται με την “πυρηνική κατάρρευση" στις υπερκαινοφανείς εκρήξεις ήταν σαφώς πιο ασύμμετρα. Αυτό το είδος της σουπερνόβα εμφανίζεται όταν ένα μεγάλης μάζας, νεαρό αστέρι καταρρέει στον εαυτό του και στη συνέχεια εκρήγνυται.

"Εάν μπορέσουμε να συνδέσουμε τα υπολείμματα των σουπερνόβα με τον τύπο της έκρηξης», είπε ο συν-συγγραφέας Enrico Ramirez-Ruiz, του ίδιου πανεπιστημίου, "τότε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις πληροφορίες στα θεωρητικά μοντέλα για να έχουμε τις λεπτομέρειες για το πώς δημιουργήθηκε η σουπερνόβα."

Τα μοντέλα του τελευταίου τύπου κατάρρευσης (της πυρηνικής) πρέπει να περιλαμβάνουν έναν τρόπο για να αναπαράγουν τις ασυμμετρίες που μετρήθηκαν σε αυτή την έρευνα και τα μοντέλα του τύπου της σουπερνόβα Ia, οφείλουν να παράγουν τα συμμετρικά, κυκλικά υπολείμματα που έχουν παρατηρηθεί.

supernova_0548-70.4 Το περίεργο σχήμα του κατάλοιπου από τον υπερκαινοφανή SNR 0548-70.4

Από τα 17 δείγματα κατάλοιπων σουπερνόβα που παρατηρήθηκαν, τα δέκα είχαν χαρακτηριστεί ως η κατηγορία της κατάρρευσης του αστρικού πυρήνα, ενώ τα υπόλοιπα επτά χαρακτηρίζονται ως τύπου Ia. Ένα από αυτά, ένα κατάλοιπο γνωστό ως SNR 0548-70.4, ήταν μια περίεργη μπάλα. Αυτή λοιπόν η σουπερνόβα θεωρήθηκε τύπου Ia, γεγονός που βασίστηκε στην αναλογία των χημικών στοιχείων στο φάσμα της, όμως η Lopez θεωρεί ότι έχει την ασυμμετρία ενός κατάλοιπου σουπερνόβα με κατάρρευση του πυρήνα του.

"Έχουμε ένα μυστηριώδες αντικείμενο, αλλά πιστεύουμε ότι είναι πιθανώς ένα σουπερνόβα τύπου Ia με ένα ασυνήθιστο προσανατολισμό ως προς την ευθεία που το βλέπουμε”, δήλωσε ο Lopez. "Αλλά σίγουρα θα το εξετάσουμε επισταμένως κι άλλη μία φορά."

Ενώ τα κατάλοιπα των σουπερνόβα στο δείγμα του Lopez λήφθηκαν από τον Γαλαξία μας καθώς και τους κοντινούς γείτονες του, είναι δυνατόν αυτή η τεχνική να επεκταθεί και σε κατάλοιπα σε ακόμη μεγαλύτερες αποστάσεις. Για παράδειγμα, τα μεγάλα, λαμπερά κατάλοιπα των σουπερνόβα στο γαλαξία M33 θα μπορούσαν να συμπεριληφθούν σε μελλοντικές μελέτες για να εξακριβωθεί το είδος των σουπερνόβα που τα δημιούργησαν.

Πηγή: UniverseToDay

About the author

physics4u

Leave a Comment

Share