Eine Untersuchung von Röntgenstrahlen, die vom Überrest einer Supernova von 1572 ausgehen, liefert starke Beweise dafür, dass ein Begleitstern die Explosion ausgelöst hat.
Die Astronomen könnten nun die Ursache einer historischen Supernova-Explosion kennen - die Supernova, die als Tycho-Stern bekannt ist - deren Erscheinen über 18 Monate im Jahr 1572 am Himmel der Erde vom legendären dänischen Astronomen Tycho Brahe verfolgt wurde. Die Ursache der Supernova zu kennen, könnte auch Astronomen bei der Untersuchung helfen dunkle Energie im Universum. Das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA ermöglichte es Astronomen, diese Studie durchzuführen. Sie liefert starke Beweise dafür, dass ein Stern den explosiven Aufprall überleben kann, der erzeugt wird, wenn sein Begleitstern in die Supernova geht. Die Ergebnisse der Studie werden in der Ausgabe vom 1. Mai 2011 veröffentlicht Das astrophysikalische Tagebuch.
Die neue Studie untersuchte den Überrest einer Supernova - kurz Tycho genannt. Diese Wolke im Weltraum, die sich seit Jahrhunderten ausdehnt und 13.000 Lichtjahre entfernt ist, wurde von dem geschaffen, was der heutige Astronom als Supernova vom Typ 1a einstuft. Diese Art von Objekten eignet sich aufgrund ihrer zuverlässigen Helligkeit zur Messung astronomischer Entfernungen. Mit Hilfe von Supernovae vom Typ 1a wurde festgestellt, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt. Dieser Effekt wird der Dunklen Energie zugeschrieben - einer unsichtbaren, abstoßenden Kraft im gesamten Weltraum.
Tycho Supernova-Überrest. Der kleine blaue Bogen unten links stellt Material dar, das vom Begleitstern geweht wurde. Kredit: NASA / CXC / Chinesische Akademie der Wissenschaften / F. Lu et al
Ein Forscherteam analysierte eine tiefe Chandra-Beobachtung des Tycho-Supernova-Überrests und fand einen Röntgenstrahlenbogen. Beweise stützen die Schlussfolgerung, dass eine Schockwelle den Lichtbogen erzeugte, als ein weißer Zwergstern - der Stern, der vor der Supernova existierte - explodierte und Material von der Oberfläche eines nahe gelegenen Begleitsterns abblies.
Fangjun Lu vom Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking sagte:
Es gibt seit langem eine Frage, was Supernovas vom Typ 1a verursacht. Da sie über weite Entfernungen als Dauerlichtquellen eingesetzt werden, ist es wichtig zu verstehen, was sie auslöst.
Klicken Sie auf das Bild, um es zu vergrößern. Bildnachweis: NASA / CXC / M.Weiss
Ein beliebtes Szenario für Supernovae vom Typ 1a ist das Zusammenschluss zweier weißer Zwerge. In diesem Fall sollte es keinen Begleitstern oder Beweis für Material geben, das von einem Begleiter abgestrahlt wurde.
In der anderen konkurrierenden Haupttheorie, Ein weißer Zwerg zieht Material von einem sonnenähnlichen Begleitstern bis eine thermonukleare Explosion auftritt. Beide Szenarien können tatsächlich unter verschiedenen Bedingungen auftreten, aber das neueste Chandra-Ergebnis aus dem Supernova-Überrest von 1572 unterstützt die letztere Idee.
Darüber hinaus scheint die jüngste Untersuchung des Überrests der Tycho-Supernova die bemerkenswerte Elastizität von Sternen zu belegen. Das heißt, die Supernova-Explosion von 1572 scheint sehr wenig Material vom Begleitstern gesprengt zu haben. Woher wissen wir, welcher der Milliarden Sterne im All der Gefährte des Weißen Zwergs war, der die Supernova von 1572 erschuf? Frühere Untersuchungen mit optischen Teleskopen ergaben, dass sich ein Stern im Überrest der Supernova viel schneller bewegt als seine Nachbarn, was darauf hindeutet, dass er der fehlende Begleiter sein könnte.
Q. Daniel Wang von der University of Massachusetts in Amherst erklärte:
Es sieht so aus, als ob dieser Begleitstern direkt neben einer extrem starken Explosion stand und relativ unbeschadet überlebt hat. Vermutlich gab es auch einen Tritt, als die Explosion stattfand. Zusammen mit der Orbitalgeschwindigkeit lässt dieser Kick den Begleiter jetzt schnell durch den Weltraum reisen.
Niedriges Röntgenbild von Tycho. Bildnachweis: NASA / CXC / Chinesische Akademie der Wissenschaften / F. Lu et al
Unter Verwendung der Eigenschaften des Röntgenbogens und des stellaren Begleiterkandidaten bestimmte das Team die Umlaufzeit und den Abstand zwischen den beiden Sternen im Binärsystem vor der Explosion. Die Zeitspanne wurde auf etwa 5 Tage geschätzt, und der Abstand betrug nur etwa ein Millionstel eines Lichtjahres oder weniger als ein Zehntel der Entfernung zwischen unserer Sonne und der Erde. Zum Vergleich: Der Überrest der Supernova selbst hat derzeit einen Durchmesser von etwa 20 Lichtjahren.
Andere Details des Lichtbogens stützen die Vorstellung, dass er vom Begleitstern weggestrahlt wurde. Zum Beispiel zeigt die Röntgenstrahlung des Überrests einen scheinbaren „Schatten“ neben dem Lichtbogen, der mit dem Blockieren von Trümmern der Explosion durch den sich ausdehnenden Materialkegel, der vom Begleiter abgestreift wurde, übereinstimmt.
Lu sagte:
Dieses abgestreifte Sternmaterial war das fehlende Teil des Puzzles, um zu argumentieren, dass Tychos Supernova in einer Binärdatei mit einem normalen Sternbegleiter ausgelöst wurde. Wir scheinen dieses Stück jetzt gefunden zu haben.
Die Form des Bogens unterscheidet sich von allen anderen Merkmalen im Rest. Weitere Merkmale im Inneren des Überrestes sind kürzlich angekündigte Streifen, die eine andere Form haben und als Merkmale in der äußeren Druckwelle gelten, die durch die Beschleunigung der kosmischen Strahlung verursacht werden.
Zusammenfassung: Ein Wissenschaftlerteam hat den Überrest von Tychos Stern, der berühmten Supernova von 1572, untersucht. Die neue Studie verwendete Daten aus dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA, um zu folgern, dass dieser expandierende Überrest - von der Typ-1a-Supernova - die Theorie unterstützt, dass Supernovae explodieren nachdem ein weißer zwerg material vom sonnenähnlichen begleiter zieht. Diese Astronomen werden ihre Ergebnisse in der Ausgabe vom 1. Mai 2011 veröffentlichen Das astrophysikalische Tagebuch.