23 lutego 1987 r. Światło gigantycznej, eksplodującej gwiazdy dotarło do Ziemi. Wydarzenie, które odbyło się w Wielkim Obłoku Magellana, oddalonej o 168 000 lat świetlnych wokół naszej Drogi Mlecznej, było najbliższą supernową od prawie 400 lat i pierwszą od czasu wynalezienia nowoczesnych teleskopów.
Ponad 30 lat później zespół po raz pierwszy zastosował obserwacje rentgenowskie i symulacje fizyczne, aby dokładnie zmierzyć temperaturę pierwiastków w gazie wokół martwej gwiazdy. Gdy hiperszybkie fale uderzeniowe z serca supernowej uderzają w atomy w otaczającym gazie, podgrzewają one te atomy do setek milionów stopni Fahrenheita.
Odkrycia zostały opublikowane 21 stycznia w czasopiśmie Nature Astronomy.
Wychodzę z hukiem
Kiedy gigantyczne gwiazdy osiągają starość, ich zewnętrzne warstwy złuszczają się i stygną w ogromne, resztkowe struktury wokół gwiazdy. Rdzeń gwiazdy tworzy spektakularny podmuch supernowej, pozostawiając po sobie albo ultra-gęstą gwiazdę neutronową, albo czarną dziurę. Fale uderzeniowe z eksplozji przemieszczają się z prędkością jednej dziesiątej prędkości światła i uderzają w otaczający gaz, podgrzewając go i sprawiając, że świeci jasnymi promieniami rentgenowskimi.
Kosmiczny teleskop rentgenowski Chandra NASA monitoruje emisje z supernowej 1987A, jak wiadomo martwa gwiazda, odkąd teleskop został wystrzelony 20 lat temu. W tym czasie supernowa 1987A wielokrotnie zaskakiwała badaczy, David Burrows, fizyk z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii i współautor nowego artykułu, powiedział Live Science. „Jedną wielką niespodzianką było odkrycie szeregu trzech pierścieni wokół niego” - powiedział.
Burrows powiedział, że od około 1997 r. Fala uderzeniowa z supernowej 1987A wchodzi w interakcje z najbardziej wewnętrznym pierścieniem, zwanym pierścieniem równikowym. Korzystając z Chandry, on i jego grupa monitorują światło wytwarzane przez fale uderzeniowe podczas ich interakcji z pierścieniem równikowym, aby dowiedzieć się, jak gaz i pył w pierścieniu się nagrzewają. Chcieli obliczyć temperaturę różnych pierwiastków w materiale, gdy pochłania go przód amortyzatora, od dawna trudny do dokładnego określenia.
Aby pomóc w pomiarach, zespół stworzył szczegółowe trójwymiarowe symulacje komputerowe supernowej, które rozplątały wiele zachodzących procesów - prędkość fali uderzeniowej, temperaturę gazu i granice rozdzielczości instrumentów Chandry. Stamtąd byli w stanie obniżyć temperaturę szerokiego zakresu pierwiastków, od lekkich atomów, takich jak azot i tlen, aż do ciężkich takich jak krzem i żelazo, powiedział Burrows. Temperatury wahały się od milionów do setek milionów stopni.
Odkrycia dostarczają ważnych informacji na temat dynamiki supernowej 1987A i pomagają w testowaniu modeli określonego rodzaju frontu uderzeniowego, Jacco Vink, astrofizyk o dużej energii z Uniwersytetu w Amsterdamie w Holandii, który nie był zaangażowany w pracę, powiedział Live Nauka.
Dodał, że ponieważ naładowane cząstki z wybuchu nie uderzają w atomy w otaczającym gazie, ale raczej rozpraszają atomy gazu za pomocą pól elektrycznych i magnetycznych, wstrząs ten jest znany jako wstrząs bezkolizyjny. Proces ten jest powszechny w całym wszechświecie, więc jego lepsze zrozumienie pomogłoby badaczom w innych zjawiskach, takich jak interakcja wiatru słonecznego z materiałem międzygwiezdnym i symulacje kosmologiczne dotyczące powstawania wielkoskalowej struktury we wszechświecie.
