Artystyczna koncepcja hipotetycznej supernowej w naszej galaktyce. Źródło zdjęcia: David A. Aguilar (CfA). Kliknij, aby powiększyć
Zespół astronomów znalazł słabe widoczne echa trzech starożytnych supernowych, wykrywając ich wielowiekowe światło, które odbija się w chmurach gazu międzygwiezdnego setek lat świetlnych usuniętych z pierwotnych eksplozji.
Trzy eksplodujące gwiazdy znajdujące się w pobliskiej galaktyce na południowym niebie Ziemi błysnęły blaskiem co najmniej dwa wieki temu i prawdopodobnie dłużej. Najstarszy prawdopodobnie miał miejsce ponad sześćset lat temu.
Echa świetlne zostały odkryte poprzez porównanie zdjęć Wielkiego Obłoku Magellana (LMC) w odstępie kilku lat. Dokładnie odejmując wspólne elementy na każdym zdjęciu galaktyki i patrząc okiem, aby zobaczyć, jakie obiekty zmienne pozostały, zespół szukał dowodów niewidzialnej ciemnej materii, która może przejściowo zniekształcać światło gwiazd, w ramach badania nieba o nazwie SuperMACHO.
Ta uważna analiza obrazu ujawniła również niewielką liczbę koncentrycznych łuków o okrągłych kształtach, które najlepiej wyjaśnić jako światło poruszające się na zewnątrz w czasie i rozproszone, gdy napotyka gęste kieszenie chłodnego pyłu międzygwiezdnego. Członkowie zespołu następnie dopasowują wektory prostopadłe do krzywych każdego układu łukowego, które okazały się wskazywać do miejsc trzech pozostałości po supernowych, które były wcześniej znane i uważane za stosunkowo młode.
„Bez geometrii echa świetlnego nie mieliśmy dokładnego sposobu ustalenia, ile lat mają te supernowe” - powiedział astronom Armin Reszta z National Optical Astronomy Observatory (NOAO), główny autor artykułu o odkryciu z 22 grudnia , 2005, numer Nature. „Niektóre stosunkowo proste matematyka mogą pomóc nam odpowiedzieć na jedno z najbardziej dokuczliwych pytań, jakie astronomowie mogą zadać - dokładnie ile lat ma ten obiekt, na który patrzymy?”
Podobnie jak echo dźwiękowe może wystąpić, gdy fale dźwiękowe odbijają się od odległej powierzchni i odbijają z powrotem w kierunku słuchacza, echo świetlne można zobaczyć, gdy fale świetlne przemieszczające się w przestrzeni kosmicznej są odbijane z powrotem w kierunku widza - w tym przypadku aparat cyfrowy Mosaic włączony 4-metrowy teleskop Blanco National Science Foundation w Obserwatorium Międzyamerykańskim Cerro Tololo (CTIO) w Chile.
Technikę tę można rozszerzyć na słynne supernowe w historii. „Wyobraź sobie, że widzisz światło z tej samej eksplozji, którą po raz pierwszy zobaczył Johannes Kepler około 400 lat temu, lub tej zarejestrowanej przez chińskich obserwatorów w 1006 r.” - powiedział Christopher Stubbs z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), współautor artykułu i główny badacz programu SuperMACHO. „Te lekkie echa dają nam taką możliwość”.
Zasadniczo astronomowie mogą podzielić echo światła na spektrum, aby zbadać, jaki rodzaj supernowej miał miejsce. „Dzięki tym echom możemy określić przyczynę śmierci gwiazdy, podobnie jak archeolodzy, którzy wykonali tomografię komputerową mumii króla Tuta, aby dowiedzieć się, jak umarł” - powiedział współautor Arti Garg z CfA.
Astronomowie mogą również wykorzystywać echa świetlne supernowych do pomiaru struktury i natury ośrodka międzygwiezdnego. Pył i gaz między gwiazdami są niewidoczne, chyba że zostaną oświetlone przez jakieś źródło światła, podobnie jak mgła w nocy jest widoczna dopiero po zapaleniu przez reflektory samochodu. Wybuch supernowej może zapewnić to oświetlenie, oświetlając otaczające chmury materii za pomocą stroboskopowego błysku.
„Widzimy odbicie jako łuk, ponieważ znajdujemy się w wyimaginowanej elipsie, z Ziemią w jednym ognisku elipsy, a starożytnymi supernowymi w drugiej”, wyjaśnia Nicholas Suntzeff z NOAO. „Patrząc w kierunku supernowych, odbijamy echo światła tylko wtedy, gdy przecina ono zewnętrzną powierzchnię elipsy. Kształt odbicia od naszego punktu obserwacyjnego wydaje się być częścią koła. ”
Niezwykłym aspektem łuków jest to, że generalnie poruszają się one znacznie szybciej niż prędkość światła. Nie narusza to kosmicznego ograniczenia prędkości, które stwierdza, że żaden obiekt nie może poruszać się szybciej niż prędkość światła. „To, co widzą nasze teleskopy, to poruszające się odbicie, a nie żaden obiekt fizyczny” - dodał Suntzeff. „To bardzo ekscytujące, że nasze obserwacje potwierdzają wizjonerską prognozę Fritza Zwicky'ego z 1940 r., Że światło ze starożytnych supernowych można zobaczyć w echach eksplozji”.
Dwie dodatkowe kolorowe grafiki w wysokiej rozdzielczości dla zilustrowania tego wyniku są dostępne na stronie http://www.noao.edu/outreach/press/pr05/pr0512.html.
Inni współautorzy artykułu Nature to Knut Olsen i Chris Smith (CTIO); Jose Luis Prieto (Ohio State University); Douglas Welch (McMaster University, Ontario); Andrew Becker i Gajus Miknaitis (University of Washington); Marcel Bergmann (Gemini Observatory); Alejandro Clocchiatti i Dante Minniti (Pontifica Universidad Catolica de Chile); oraz Kem Cook, Mark Huber i Sergei Nikolaev (Lawrence Livermore).
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), z siedzibą w Cambridge, Massachusetts, jest wspólną współpracą Smithsonian Astrophysical Observatory i Harvard College Observatory. Naukowcy CfA, zorganizowani w sześć dywizji badawczych, badają pochodzenie, ewolucję i ostateczny los wszechświata.
Oryginalne źródło: CfA News Release
