Supernowa zaobserwowana w 1181 r. została powiązana z mgławicą Pa 30 w 2021 r., odsłaniając rzadką zachowaną „gwiazdę zombie”. Zaawansowane obrazowanie 3D z Obserwatorium Kecka odkryło niezwykłe włókna wychodzące z jądra, co oznacza, że ta supernowa jest wysoce asymetryczna i rodzi nowe pytania naukowe.
W 1181 roku w pobliżu konstelacji Kasjopei pojawiła się nowa gwiazda, która świeciła przez sześć miesięcy, po czym zniknęła z pola widzenia. Wydarzenie to, zarejestrowane jako „gościnna gwiazda” przez chińskich i japońskich astronomów prawie tysiąc lat temu, od tego czasu fascynuje i intryguje naukowców. Znana obecnie jako supernowa SN 1181, jest jedną z niewielu udokumentowanych w historii supernowych sprzed teleskopu.
Przez wieki uważano go za „sierotę”, co oznaczało, że nie można było z nim powiązać żadnego z obecnie widocznych ciał niebieskich. Jednak w 2021 roku naukowcy powiązali pozostałość SN 1181 z mgławicą Pa 30, odkrytą pierwotnie w 2013 roku przez astronoma-amatora Danę Patchick, korzystając z danych z teleskopu WISE w ramach obywatelskiego projektu naukowego.
Odsłonięcie niebiańskiej osobliwości: gwiazda zombie
Jednak Pa 30 nie jest zwyczajną pozostałością po supernowej. W jej centrum astronomowie znaleźli „gwiazdę zombie” – rzadką pozostałość po pierwotnej eksplozji. Uważa się, że SN 1181 powstała w wyniku eksplozji termojądrowej na gęstej, martwej gwieździe znanej jako[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>white dwarf. Typically, a white dwarf would be completely obliterated by such an explosion, but this time, part of the star survived, creating a “zombie star.”
This partial explosion type is known as a Type Iax supernova. Adding to the intrigue, strange filaments stretch out from this zombie star, resembling the petals of a dandelion. Now, ISTA Assistant Professor Ilaria Caiazzo and lead author Tim Cunningham, a NASA Hubble Fellow at Harvard & Smithsonian’s Center for Astrophysics, have obtained an unprecedented close-up view of these mysterious filaments.
Zaawansowane obrazowanie odkrywa tajemnice supernowych
Zespół Cunninghama i Caiazzo mógł szczegółowo zbadać tę dziwną pozostałość po supernowej dzięki teleskopowi Caltech Kosmiczna kamera internetowa firmy Keck (KCWI). KCWI to spektrograf umieszczony na wysokości ponad 4000 metrów w Obserwatorium WM Keck na Hawajach, w pobliżu szczytu wulkanu Mauna Kea, najwyższego szczytu Hawajów.
Jak sama nazwa wskazuje, KCWI został zaprojektowany do wykrywania najsłabszych i najciemniejszych źródeł światła we wszechświecie, zwanych łącznie „kosmiczną siecią”. Ponadto KCWI jest tak czuły i inteligentnie zaprojektowany, że może przechwytywać informacje widmowe dla każdego piksela obrazu. Może także mierzyć ruch materii podczas eksplozji gwiazdowej, tworząc coś w rodzaju trójwymiarowego filmu przedstawiającego supernową. KCWI robi to poprzez badanie, jak światło zmienia się w miarę zbliżania się do nas lub oddalania od nas. Jest to proces fizyczny podobny do znanego przesunięcia Dopplera, które znamy z wyjących syren, które zmieniają melodię w miarę przejeżdżania karetki.
Bliższe spojrzenie na asymetrię i dynamikę supernowych
Zatem zamiast oglądać jedynie typowy statyczny obraz pokazu sztucznych ogni, typowy dla obserwacji supernowych, badacze mogli stworzyć szczegółową trójwymiarową mapę mgławicy i jej dziwnych włókien. Ponadto mogli wykazać, że materiał we włóknach przemieszcza się balistycznie z prędkością około 1000 kilometrów na sekundę. „Oznacza to, że wyrzucony materiał nie został spowolniony ani przyspieszony od czasu eksplozji” – mówi Cunningham. „Tak więc, na podstawie zmierzonych prędkości, spojrzenie w przeszłość pozwoliło nam wskazać eksplozję niemal dokładnie na rok 1181”.
Dowód niezwykłej asymetrii
Oprócz włókien w kształcie mniszka lekarskiego i ich ekspansji balistycznej, ogólny kształt supernowej jest najbardziej niezwykły. Zespół był w stanie wykazać, że wyrzut – materiał znajdujący się we włóknach wyrzucany z miejsca eksplozji – jest niezwykle asymetryczny. Sugeruje to, że asymetria wynika z samej początkowej eksplozji. Ponadto włókna wydają się mieć ostrą wewnętrzną krawędź, ukazującą wewnętrzną „przerwę” otaczającą gwiazdę zombie.
„Nasza pierwsza szczegółowa charakterystyka 3D prędkości i struktury przestrzennej pozostałości po supernowej mówi nam wiele o wyjątkowym wydarzeniu kosmicznym, które nasi przodkowie obserwowali wieki temu. Rodzi to jednak także nowe pytania i stawia przed astronomami nowe wyzwania, z którymi będą musieli się zmierzyć w przyszłości” – podsumowuje Caiazzo.
Odniesienie: „Ujawnienie właściwości ekspansji młodego typu supernowej Iax Remnant Pa 30” autorstwa Tima Cunninghama, Ilarii Caiazzo, Nikolausa Z. Prusinskiego, Jamesa Fullera, Johna C. Raymonda, SR Kulkarni, Jamesa D. Neilla, Paula Duffella, Chrisa Martina, Odette Toloza, David Charbonneau, Scott J. Kenyon, Zeren Lin, Mateusz Matuszewski, Rosalie McGurk, Abigail Polin i Philippe Z. Yao, 24 października 2024 r., The Listy do dzienników astrofizycznych.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad713b
Caiazzo rozpoczął pracę nad tym projektem jako stażysta podoktorski Burke-Sherman Fairchild z astrofizyki teoretycznej w Caltech w USA, zanim dołączył do ISTA w maju tego roku.
