Das Erscheinen dieses „neuen Sterns“ verblüffte diejenigen, die dachten, der Himmel sei beständig und unveränderlich. In ihrer hellsten Form trat die Supernova gegen die Venus an, bevor sie ein Jahr später außer Sichtweite geriet.
Wenn ein Stern als Supernova explodiert, leuchtet er einige Wochen oder Monate lang hell, bevor er verschwindet. Dennoch leuchtet das von der Explosion nach außen gestrahlte Material noch Hunderte oder Tausende von Jahren später und bildet einen malerischen Überrest einer Supernova. Was macht solch langlebige Brillanz aus?
Im Fall von Tychos Supernova-Überrest haben Astronomen entdeckt, dass eine umgekehrte Stoßwelle, die mit Mach 1000 (1000-fache Schallgeschwindigkeit) nach innen rast, den Überrest aufheizt und Röntgenlicht aussendet.
Siehe volle Größe | Ein Foto des Überrests der Tycho-Supernova, aufgenommen vom Chandra-Röntgenobservatorium. Röntgenstrahlen mit niedriger Energie (rot) im Bild zeigen sich ausdehnende Trümmer der Supernovaexplosion und Röntgenstrahlen mit hoher Energie (blau) zeigen die Druckwelle, eine Hülle extrem energetischer Elektronen. Röntgenstrahlung: NASA / CXC / Rutgers / K. Eriksen et al .; Optisch (Sternenhintergrund): DSS
"Wir wären nicht in der Lage, uralte Supernova-Überreste ohne einen umgekehrten Schock zu untersuchen, um sie anzuzünden", sagt Hiroya Yamaguchi, der diese Forschung am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) durchführte.
Tychos Supernova wurde 1572 von dem Astronomen Tycho Brahe beobachtet. Das Erscheinen dieses „neuen Sterns“ überraschte diejenigen, die dachten, der Himmel sei konstant und unveränderlich. In ihrer hellsten Form trat die Supernova gegen die Venus an, bevor sie ein Jahr später außer Sichtweite geriet.
Moderne Astronomen wissen, dass das Ereignis, das Tycho und andere beobachteten, eine Supernova vom Typ Ia war, die durch die Explosion eines weißen Zwergsterns verursacht wurde. Die Explosion spuckte Elemente wie Silizium und Eisen mit einer Geschwindigkeit von mehr als 11 Millionen Meilen pro Stunde (5.000 km / s) in den Weltraum.
Als dieses Ejekta in das umgebende interstellare Gas gerammt wurde, erzeugte es eine Schockwelle - das Äquivalent eines kosmischen "Schallknalls". Diese Schockwelle bewegt sich heute um Mach 300 nach außen. Die Wechselwirkung erzeugte auch eine heftige "Rückspülung" - eine Umkehrung Stoßwelle, die bei Mach 1000 nach innen beschleunigt.
"Es ist wie eine Welle von Bremslichtern, die eine Verkehrslinie nach einem Kotflügel auf einer stark befahrenen Autobahn hinaufführt", erklärt Randall Smith, Mitautor der CfA.
Die umgekehrte Stoßwelle erwärmt Gase im Inneren des Supernova-Überrests und bewirkt, dass sie fluoreszieren. Der Vorgang ähnelt dem, mit dem Haushaltsleuchtstofflampen beleuchtet werden, mit der Ausnahme, dass der Supernova-Rest eher im Röntgenlicht als im sichtbaren Licht leuchtet. Die umgekehrte Schockwelle ermöglicht es uns, Supernova-Überreste zu sehen und zu untersuchen, Hunderte von Jahren nach dem Auftreten der Supernova.
"Dank des umgekehrten Schocks gibt Tychos Supernova weiter", sagt Smith.
Das Team untersuchte das Röntgenspektrum von Tychos Supernova-Überresten mit dem Suzaku-Raumschiff. Sie fanden heraus, dass Elektronen, die die umgekehrte Stoßwelle kreuzen, durch einen immer noch unsicheren Prozess schnell erhitzt werden. Ihre Beobachtungen sind der erste eindeutige Beweis für eine solche effiziente, "kollisionsfreie" Elektronenerwärmung beim umgekehrten Schock von Tychos Supernova-Überrest.
Das Team plant, bei anderen jungen Supernova-Überresten nach Hinweisen auf ähnliche umgekehrte Stoßwellen zu suchen.
Diese Ergebnisse wurden zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal angenommen.
Via Harvard-Smithsonian CfA