Najden nov ostanek supernove iz eksplodirajoče zvezde belega pritlikavka

Astronomi so opazili ostanek redke vrste eksplozije supernove. Imenuje se supernova tipa Iax in je posledica eksplozije belega pritlikavka. To so razmeroma redke supernove in astronomi menijo, da so odgovorni za ustvarjanje številnih težkih elementov.

Že prej so jih našli v drugih galaksijah, toda to je prvič, da so eno opazili v Rimski cesti.

V skladu z novim dokumentom je predmet supernova tipa Iax, eksplodirajoči beli pritlikavec, ki pomaga sejati vesolje s težkimi elementi, ki so kritični za življenje. Njegovo ime je Sgr A East.

Naslov prispevka je ' Kemična številčnost v Sgr A East: dokazi za ostanek supernove tipa Iax .” Glavni avtor je Ping Zhou z univerze Nanjing na Kitajskem in univerze v Amsterdamu. Članek bo objavljen v The Astrophysical Journal.

Ko pomislimo na supernove, ponavadi pomislimo na velike zvezde, ki so veliko masivnejše od našega Sonca, ki eksplodirajo, ko se njihova jedra zrušijo. Toda to je le ena vrsta supernove. Druga vrsta je beli škrat, ki kopiči material od spremljevalca, preden eksplodira. Imenujejo se supernove tipa Ia in so znane tudi kot standardne sveče ker so zanesljivi kazalci kozmičnih razdalj.

Supernova tipa Ia se pojavi, ko bela pritlikavka kopiči material iz spremljevalne zvezde, dokler ne preseže meje Chandrasekharja in eksplodira. Zasluge: NASA/CXC/M. Weiss

Vendar obstaja podmnožica supernov tipa Ia, imenovana tip Iax. Razlika med obema je v hitrosti termonuklearne eksplozije. Astronomi menijo, da se v tipu Iax eksplozija premika počasneje skozi zvezdo, kar sproži sintezo težkih elementov. Ker se val eksplozij premika počasneje, so eksplozije šibkejše in ustvarjajo drugačno količino elementov kot pri supernovi tipa Ia.

V izjava za javnost , je dejal glavni avtor Zhou: 'Čeprav smo našli supernove tipa Iax v drugih galaksijah, do zdaj še nismo identificirali dokazov za eno v Rimski cesti. To odkritje je pomembno za obvladovanje neštetih načinov, kako beli palčki eksplodirajo.'

Supernove tipa Iax so zaradi načina ustvarjanja elementov potencialno pomembni člani družine supernov. Ko eksplodirajo, tvorijo elemente, kot so nikelj, krom in železo.

Ekipa je uporabila rentgenski observatorij Chandra za opazovanje Sgr A East 35 dni. Rentgenski podatki so razkrili nenavadno kopičenje elementov, ki so bili drugačni od supernov tipa Ia. Podatki so se dobro ujemali z modeli supernov tipa Iax.

Ta slika iz študije predstavlja Chandra rentgensko spektroskopijo na več elementih, ustvarjenih v eksploziji supernove. Prikazuje emisijske črte S, Ar, Ca, Fe in Ni. Najbolj primerna za podatke je supernova tipa Iax, ki je bila podvržena čisti turbulentni deflagraciji, nizkoenergijskemu dogodku pri nizki hitrosti. Zasluge za sliko: Zhou et al, 2021.

Astronomi menijo, da se tip Iax razlikuje od drugih supernov belih pritlikavk po hitrosti eksplozij, ki razdrejo zvezdo. Toda tip Ia se začne z isto začetno situacijo: tesnim dvojnim zvezdnim sistemom.

Dve binarni spremljevalni zvezdi počneta to, kar počneta zvezdi, dokler se največja ne razvije iz glavnega zaporedja. Postane rdeči velikan, nato pa si obe zvezdi delita skupno ovojnico, zaradi česar se njuna orbita skrči. Rdeči velikan prepusti velik del svoje mase v vesolje, dokler zlitje ne preneha in za seboj ne ostane beli pritlikavec. Na tej točki je zvezda ogljik/kisik bela pritlikavka.

Zdaj je na vrsti naslednja zvezda. Sčasoma se razvije iz glavne sekvence in postane tudi rdeči velikan. Toda tokrat so stvari nekoliko drugačne. Ko izgublja maso, se ta plin nabira na svojega spremljevalca belega pritlikavka. Od tam naprej so natančne podrobnosti o tem, kaj se bo zgodilo, nejasne. Beli pritlikavec nekako nakopiči dovolj snovi, da dvigne svojo maso nad mejo Chandrasekharja, kar znova sproži fuzijo.

Ekipa, ki stoji za to študijo, pravi, da a čista turbulentna deflagracija (PTD) eksplozija je najverjetnejši vzrok v središču vsega. Pri PTD je hitrost fuzije počasnejša in tudi sproščanje energije se zmanjša glede na običajne supernove tipa Ia.

Ta številka iz študije primerja modele za čisto turbulentno deflagracijo (PTD) z opazovanji Sgr A East. Avtorji so ugotovili, da »razmerja [(Cr, Mn,
Ni)/Fe], opaženi v Sgr A East, so dobro razloženi z modeloma PTD5 in PTD5.5, to je eksplozijami WD s centralno gostoto 5 in 5,5 × 109 g cm?3. Zasluge za sliko: Zhou et al, 2021.

S svojo rentgensko spektroskopijo je Chandra videl, da so elementi, ki jih je ustvaril SN, drugačni od tistih, ki jih ustvari supernova s ​​kolapsom jedra. Bilo je nizko razmerje med elementi srednje mase in Fe ter velika razmerja Mn/Fe in Ni/Fe. To je bil signal, da gledajo ostanek supernove tipa Iax.

'Ta rezultat nam kaže na raznolikost vrst in vzrokov za eksplozije belih pritlikavk ter na različne načine, kako izdelujejo te bistvene elemente,' je dejal soavtor Shing-Chi Leung iz Caltecha v Pasadeni v Kaliforniji. 'Če imamo prav glede identitete ostankov te supernove, bi bil to najbližji znani primer Zemlji.'

Ostanek se imenuje Sgr A East zaradi njegove lege v bližini Sgr A * , supermasivna črna luknja v središču Rimske ceste. Astronomi so porabili veliko časa za ogled Sgr A*. V zadnjih 20 letih so slike SMBH pokazale nekaj radovednega v ozadju. Zdaj so astronomi ugotovili, kaj je, menijo.

Ta slika iz študije prikazuje ostanek supernove blizu SMBH Sgr A*. Rdeča je podatki iz zelo velikega niza v radiu, modra pa rentgenski podatki iz Chandra. Majhni krogi in pravokotniki so viri svetlih točk, ki so najverjetneje vmesne zvezde. Zasluge za sliko: Zhou et al, 2021.

»Ta ostanek supernove je v ozadju mnogih Chandra slike supermasivne črne luknje naše galaksije, posnete v zadnjih 20 letih,« je dejal Zhiyuan Li, prav tako z univerze Nanjing. 'Končno smo morda ugotovili, kaj je ta predmet in kako je nastal.'

Ti rezultati so zelo zanimivi, vendar je glede njihovih rezultatov nekaj negotovosti, kot jasno poudarjajo avtorji. Negotovost izvira iz negotovosti modeliranja supernove. 'Zavedamo se, da je naša interpretacija progenitorja Sgr A East močno odvisna od obstoječih modelov nukleosinteze SN,' pišejo v svojem zaključku. Toda njihovi rezultati bodo pomagali pri nadaljnjem razvoju teh modelov. 'Po drugi strani pa boljše razumevanje SN izmetnih mas in prostorske porazdelitve prav tako pomaga omejevati mehanizme eksplozije SN.'

Nasin rentgenski observatorij Chandra je imel ključno vlogo pri tej študiji. To je eden od NASA-inih velikih observatorijev, flota satelitov, od katerih vsak deluje v drugem delu elektromagnetnega spektra. Toda Chandra obstaja že od leta 1999. Čeprav še vedno prispeva k znanstvenemu napredku, avtorji menijo, da nam bodo prihodnji rentgenski observatoriji in spektrometri pomagali bolj jasno razumeti raznolikost supernov.

'Rentgenski spektrometri naslednje generacije z visoko spektralno ločljivostjo bodo zagotovili ključen vpogled v sestavo in mase izmeta ne le v
Sgr A East, pa tudi druge SNR,« zaključujejo avtorji.

Več:

• Izjava za javnost: V središču Milky Way so odkrili ostanke redkih eksplozij
• Raziskovalna naloga: Kemična številčnost v Sgr A East: dokazi za ostanek supernove tipa Iax
• Vesolje danes: Supernova je nevarno eksplodirala blizu Zemlje pred 2,5 milijona let