Sommerens supernova gir svar

Stjernesmellen i august har gitt forskerne et nytt innblikk i et av mysteriene rundt type Ia-supernovaer. Først og fremst på grunn av spor man ikke fant.

Publisert
Til venstre: Bilde av galaksen Messier 101 før supernovaen, tatt av Hubble Space Telescope. Til høyre: SN2011fe på maks styrke. (Foto: BJ Fulton (LCOGT), PTF & the Space Telescope Science Institute)
Til venstre: Bilde av galaksen Messier 101 før supernovaen, tatt av Hubble Space Telescope. Til høyre: SN2011fe på maks styrke. (Foto: BJ Fulton (LCOGT), PTF & the Space Telescope Science Institute)

Den 24. august 2011 skjedde det noe som fikk hjertet til astronomen Peter Nugent til å hoppe over et slag.

Han var i ferd med å se over data som tikket inn fra et automatisert teleskop på Mount Palomar i California, da han fikk øye på et underlig himmellegeme i spiralgalaksen Messier 101.

- Jeg ramlet av stolen, sier Mansi Kasliwal, en av Nugents kollegaer, ifølge en pressemelding fra Carnegie Institution.

- Lyset var for svakt til å være en supernova og for sterkt til å være en nova. Bare oppfølgende observasjoner i de neste timene avslørte at dette faktisk var en eksepsjonelt ung type Ia-supernova.

Bare 11 timer etter

Supernovaen, som fikk navnet SN2011fe, hadde gått av bare 21 millioner lysår unna – oppsiktsvekkende nært i kosmisk sammenheng. Noe lignende har ikke skjedd siden 1986. Og denne gangen kunne forskerne følge hendelsen nesten fra begynnelsen.

- Vi fanget opp supernovaen bare 11 timer etter at den eksploderte, så tidlig at vi etterpå kunne beregne det faktiske tidspunktet for eksplosjonen til innenfor 20 minutter, sier Nugent ifølge en pressemelding fra DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory.

Og nå har flere team av forskere hatt tid til å undersøke dataene skikkelig. Det har ført til helt ny innsikt i ett av de mye omdiskuterte mysteriene rundt disse voldsomme eksplosjonene: hva slags stjerner er det som smeller av?

Hvem er partneren?

Type Ia-supernovaer er en helt spesiell klasse eksploderende stjerne. De er godt kjent fordi de sender ut omtrent samme mengde lys.

Observerer man en svak Ia-supernova, vet man derfor at den må ligge langt unna. Slike eksploderende stjerner er faktisk ett av de viktigste redskapene forskerne har for å beregne avstander i rommet.

Men det er mye vi ikke vet om dem. For eksempel hva slags stjerner de er lagd av.

Forskerne har lenge antatt at type Ia-supernovaer må stamme fra binære stjernesystemer hvor en hvit dverg kretser om en annen stjerne.

Omtrent halvparten av alle stjerner lever i slike dobbeltsystemer. Men hvem er den andre partneren som er med supernovaparene? Nok en hvit dverg? En stjerne i hovedserien, som vår egen sol? En heliumstjerne eller en rød kjempe?

Forskerne formelig kastet seg over dataene fra SN2011fe for å finne svar. Og nå har to ulike team kommet til omtrent samme resultat, ved hjelp av to helt ulike tilnærminger.

Fant ingenting

Weidong Li fra University of Califonia, Berkeley, begynte å lete i de foregående ni åra med bilder fra Hubble, for å se hva som befant seg på akkurat dette stedet i rommet før eksplosjonen. Skuffelsen var imidlertid stor da ingenting dukket opp.

Men den varte ikke lenge, ifølge en pressemelding fra Berkeley.

Ganske snart begynte Li og kollegaene å regne på hva slags informasjon som faktisk lå i fraværet av observasjoner. Den kunne nemlig fortelle forskerne hvilke typer stjerner det ikke kunne være snakk om.

Beregningene peker mot at både heliumstjerner og røde kjemper ville vært synlig på Hubble-bildene. Det binære systemet må dermed antagelig ha inneholdt ei normal stjerne som sola, en litt mer lyssterk subkjempe eller en hvit dverg, konkluderer Li.

Fant fremdeles ingenting

Nugent og kollegaene, på sin side, analyserte stjernelyset fra de ulike stadiene i eksplosjonen. Siden dette skinnet påvirkes av den nærliggende stjerna, vil det også kunne inneholde hint om kompanjongens identitet.

Disse forskerne fant heller ingen spor etter verken røde kjemper eller heliumstjerner. Observasjonene utelukket også en annen hvit dverg.

Dermed ser det altså ut til at type Ia-supernovaer skapes av binære systemer med en hvit dverg og ei vanlig stjerne, som sola. Nå håper forskerne at morgendagens observasjoner vil kunne gi enda sikrere svar.

- Framtida ser veldig lys ut. Snart bør vi finne enda yngre supernovaer og dermed få en bedre forståelse av hvordan disse eksplosjonene skjer, sier Shri Kulkarni i en pressemelding fra Califorinia institute of Technology.

 

Referanser:

P. E. Nugent et al., Supernova SN 2011fe from an exploding carbon– oxygen white dwarf star, Nature, 15. desember 2011, vol. 480, s. 344-347.

W. Li, Exclusion of a luminous red giant as a companion star to the progenitor of supernova SN 2011fe, Nature, 15. desember 2011, vol. 480, s 348-350.