Πόσο ισχυρή ήταν μια υπερκαινοφανής έκρηξη στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου

Πηγή: ScienceDaily, 22 Μαρτίου 2008

Αστρονόμοι κατάφεραν να προσδιορίσουν με τη μεγαλύτερη ακρίβεια έως τώρα την ισχύ μιας έκρηξης σουπερνόβα που ήταν ορατή από τη Γη πολύ καιρό πριν. Παρατηρώντας τα κατάλοιπα μιας σουπερνόβας και μια ηχώ του φωτός από το αρχικό ξέσπασμα, κατάφεραν να καθιερώσουν με επιτυχία μια νέα μέθοδο για τις σουπερνόβες.

Το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου στο οπτικό φως, ένας συνοδός γαλαξίας του Γαλαξία μας όπου βρίσκονται τα κατάλοιπα της σουπερνόβας 0509-67.5

Χρησιμοποιώντας στοιχεία από το παρατηρητήριο Chandra των ακτίνων X της NASA, το παρατηρητήριο XMM-Newton της ESA, και το παρατηρητήριο Gemini, δύο ομάδες ερευνητών μελέτησαν τα κατάλοιπα της σουπερνόβα καθώς και την την ηχώ του φωτός της, που βρίσκονται στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου (LMC), ένας μικρός γαλαξίας περίπου 160.000 έτη φωτός από τη γη. Κατέληξαν δε στο συμπέρασμα ότι η σουπερνόβα εμφανίστηκε περίπου πριν 400 χρόνια (στο πλαίσιο του γήινου χρόνου), και ήταν κατ' ασυνήθιστο τρόπο φωτεινή και ενεργητική.

Το αποτέλεσμα αυτό είναι το πρώτο στο οποίο χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι - παρατηρήσεις στις ακτίνες X των κατάλοιπων της σουπερνόβας καθώς και οπτικές παρατηρήσεις της διαστελλόμενης φωτεινής αντήχησης από την έκρηξη - για να υπολογιστεί η ενέργεια μιας έκρηξης σουπερνόβας. Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες είχαν κάνει μόνο ένα τέτοιο υπολογισμό χρησιμοποιώντας το φως που φάνηκε αμέσως μετά την έκρηξη ενός άστρου, ή χρησιμοποιώντας τα κατάλοιπα που είναι πολλών ετών, αλλά όχι και τις δύο μεθόδους.

Η έρευνα έγινε με επικεφαλής τον Armin Rest του πανεπιστημίου του Χάρβαρντ.

Το 2004, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το Chandra για να καθορίσουν ότι τα κατάλοιπα μιας σουπερνόβας, γνωστής ως SNR 0509-67.5 στο LMC, ήταν από μια σουπερνόβα τύπου Ia, που προκλήθηκε από ένα λευκό νάνο αστέρι σε ένα δυαδικό σύστημα που έφθασε κάποια στιγμή σε μια κρίσιμη μάζα και ανατινάχθηκε με νια τρομακτική έκρηξη.

Στη νέα οπτική μελέτη, μια εκτίμηση της ενέργειας της έκρηξης προήλθε από τη μελέτη μιας αντήχησης από το αρχικό φως της έκρηξης. Ακριβώς όπως ο ήχος αναπηδά στα τοιχώματα ενός φαραγγιού, το ίδιο μπορεί να συμβεί και με τα φωτεινά κύματα αναπηδώντας στα νέφη της σκόνης στο διάστημα. Το φως από αυτές τις αντηχήσεις ταξιδεύει πολύ πιο μακριά από ότι το φως που ταξιδεύει κατ' ευθείαν προς εμάς, και μπορεί έτσι να το δούμε εκατοντάδες χρόνια μετά από την ίδια τη σουπερνόβα.

Αρχικά οι αντηχήσεις του φωτός παρατηρήθηκαν από το Διαμερικανικό Παρατηρητήριο Cerro-Tololo στη Χιλή, ενώ παρατηρήθηκαν λεπτομερέστερα από το παρατηρητήριο Gemini στη Χιλή. Χρησιμοποιήθηκαν μάλιστα οπτικά φάσματα της αντήχησης για να επιβεβαιώσουν ότι η σουπερνόβα ήταν τύπου Ia και για να καθορίσουν με σαφήνεια την ιδιαίτερη κατηγορία της έκρηξης και επομένως την ενέργειά του.

Τα στοιχεία του Chandra και του XMM-Newton έπειτα χρησιμοποιήθηκαν ανεξάρτητα για να υπολογίσουν την ποσότητα της ενέργειας που υπήρχε στην αρχική έκρηξη, χρησιμοποιώντας μια ανάλυση των κατάλοιπων της έκρηξης καθώς και υπολογιστικά μοντέλα της έκρηξης. Το συμπέρασμά τους επιβεβαίωσε τα αποτελέσματα από τα οπτικά στοιχεία, δηλαδή ότι η έκρηξη ήταν ιδιαιτέρως ενεργητική και ότι ανήκουν στον τύπο Ia σουπερνόβας. Αυτή η συμφωνία δίνει ισχυρές αποδείξεις ότι τα λεπτομερή μοντέλα της έκρηξης είναι ακριβή.

Επίσης, και οι δύο μέθοδοι υπολόγισαν ότι η έκρηξη έγινε περίπου πριν 400 χρόνια. Όμως υπάρχει ένας περιορισμός στην ηλικία που προέρχεται από την έλλειψη καταγραμμένων ιστορικών στοιχείων για μια πρόσφατη έκρηξη σουπερνόβας στο LMC. Επειδή αυτό το άστρο εμφανίζεται στο νότιο ημισφαίριο, πιθανό να το είχαν δει οι ναυτικοί, οι οποίοι σημείωναν παρόμοια φωτεινά ουράνια γεγονότα, εάν είχε εμφανιστεί στον ουρανό σε λιγότερο από περίπου 400 χρόνια πριν.

Επειδή οι σουπερνόβες τύπου Ia έχουν σχεδόν ομοιόμορφη εγγενή φωτεινότητα, ο τύπος αυτός είναι σημαντικό εργαλείο στους επιστήμονες για να μελετήσουν την διαστολή του σύμπαντος και τη φύση της σκοτεινής ενέργειας.

Σουπερνόβα Κέπλερ

Οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι η σουπερνόβα που παρήγαγε την ηχώ εκτινάχθηκε περίπου πριν 400 χρόνια, κατά προσέγγιση την ίδια εποχή με τη σουπερνόβα που παρατηρήθηκε από τον αστρονόμο Johannes Kepler το 1604.

Αλλά αυτές οι εκρήξεις ήταν δύο διαφορετικά γεγονότα - η σουπερνόβα του Kepler συνέβη σε ένα διαφορετικό μέρος του ουρανού, όπου άφησε ένα δικού του κατάλοιπο και έχει μελετηθεί πολύ καλά από τους αστρονόμους. Δεν υπάρχει κανένα γνωστό ιστορικό αρχείο της έκρηξης που παρήγαγε την φωτεινή αντήχηση.

Δείτε βίντεο από εκρήξεις υπερκαινοφανών

http://www.youtube.com/watch?v=5N09x0QKB2M

http://www.youtube.com/watch?v=-MWSq_IcdnI