Een internationale groep astronomen onder leiding van Benjamin Thomas van de Universiteit van Texas in Austin heeft waarnemingen van de Hobby-Eberly Telescope (HET) van het McDonald Observatorium van de universiteit gebruikt om een raadselachtig mysterie te ontrafelen over een stellaire explosie die enkele jaren geleden werd ontdekt en zich zelfs nu nog ontwikkelt. . De resultaten, gepubliceerd in de huidige uitgave van The Astrophysical Journal, zullen astronomen helpen het proces van het leven en sterven van massieve sterren beter te begrijpen.
Wanneer een exploderende ster voor het eerst wordt gedetecteerd, beginnen astronomen over de hele wereld hem te volgen met telescopen, aangezien het licht dat hij afgeeft in de loop van de tijd snel verandert. Ze zien het licht van een supernova helderder worden, uiteindelijk pieken en dan beginnen te dimmen. Door de tijden van deze pieken en dalen in de helderheid van het licht te noteren, een zogenaamde “lichtcurve”, evenals de karakteristieke golflengten van licht dat op verschillende tijdstippen wordt uitgezonden, kunnen ze de fysieke kenmerken van het systeem afleiden.
“Ik denk dat wat echt cool is aan dit soort wetenschap, is dat we kijken naar de emissie die afkomstig is van materie die van het voorlopersysteem is afgestoten voordat het explodeerde als een supernova,” zei Thomas. “En dus wordt dit een soort tijdmachine.”
In het geval van supernova 2014C was de voorloper een dubbelster, een systeem waarin twee sterren om elkaar heen cirkelen. De zwaardere ster evolueerde sneller, zette uit en verloor zijn buitenste deken van waterstof aan de begeleidende ster. De binnenkern van de eerste ster ging door met het verbranden van lichtere chemische elementen tot zwaardere, totdat de brandstof op was. Toen dat gebeurde, daalde de uitwendige druk van de kern die het grote gewicht van de ster had opgehouden. De kern van de ster stortte in en veroorzaakte een gigantische explosie.
Dit maakt het een type supernova dat astronomen een “Type Ib” noemen. In het bijzonder worden type Ib-supernova’s gekenmerkt doordat ze geen waterstof in hun uitgestoten materiaal vertonen, althans in het begin.
Thomas en zijn team volgen SN 2014C vanaf telescopen van het McDonald Observatorium sinds de ontdekking dat jaar. Veel andere teams over de hele wereld hebben het ook bestudeerd met telescopen op de grond en in de ruimte, en in verschillende soorten licht, waaronder radiogolven van de Very Large Array op de grond, infrarood licht en röntgenstralen van de ruimtegebaseerde Chandra-observatorium.
advertentie
Maar de studies van SN 2014C van alle verschillende telescopen leverden geen samenhangend beeld op van hoe astronomen dachten dat een Type Ib-supernova zich zou moeten gedragen.
Om te beginnen toonde de optische handtekening van de Hobby-Eberly Telescope (HET) aan dat SN 2014C waterstof bevatte – een verrassende bevinding die ook onafhankelijk werd ontdekt door een ander team met een andere telescoop.
“Het is volkomen raar dat een Type Ib-supernova waterstof begint te vertonen”, zei Thomas. “Er is slechts een handvol evenementen waarvan is aangetoond dat ze vergelijkbaar zijn.”
Ten tweede gedroeg de optische helderheid (lichtcurve) van die waterstof zich vreemd.
De meeste lichtcurven van SN 2014C — radio, infrarood en röntgenstralen — volgden het verwachte patroon: ze werden helderder, piekten en begonnen te dalen. Maar het optische licht van de waterstof bleef stabiel.
advertentie
“Het mysterie waarmee we hebben geworsteld, was: ‘Hoe passen we onze Texas HET-waarnemingen van waterstof en zijn kenmerken in die [Type Ib] foto?’, “zei UT Austin-professor en teamlid J. Craig Wheeler.
Het probleem, realiseerde het team zich, was dat eerdere modellen van dit systeem aannamen dat de supernova was geëxplodeerd en zijn schokgolf op een bolvormige manier had uitgezonden. De gegevens van HET toonden aan dat deze hypothese onmogelijk was – er moet iets anders zijn gebeurd.
“Het zou gewoon niet passen in een sferisch symmetrisch plaatje,” zei Wheeler.
Het team stelt een model voor waarbij de waterstofomhulsels van de twee sterren in het binaire systeem van de voorlopers samensmolten tot een “gemeenschappelijke omhullende configuratie”, waarbij beide zich in een enkele gasomhulling bevonden. Het paar dreef vervolgens die envelop uit in een uitdijende, schijfachtige structuur rond de twee sterren. Toen een van de sterren explodeerde, kwam zijn snel bewegende ejecta in botsing met de langzaam bewegende schijf en gleed ook langs het schijfoppervlak met een “grenslaag” met tussenliggende snelheid.
Het team suggereert dat deze grenslaag de oorsprong is van de waterstof die ze hebben gedetecteerd en vervolgens zeven jaar met HET hebben bestudeerd.
Zo bleken de HET-gegevens de sleutel te zijn die het mysterie van supernova SN 2014C ontsluierde.
“In brede zin is de vraag hoe massieve sterren hun massa verliezen de grote wetenschappelijke vraag die we nastreven,” zei Wheeler. “Hoeveel massa? Waar is het? Wanneer werd het uitgeworpen? Door welk fysiek proces? Dat waren de macrovragen waar we naar op zoek waren.
“En 2014C bleek een heel belangrijk evenement te zijn dat het proces illustreert,” zei Wheeler.
lees het gehele artikel bij de bron
————————————————– ———————————–
samenvatting:
Een internationale groep astronomen heeft waarnemingen gebruikt om een raadselachtig mysterie te ontrafelen over een stellaire explosie die enkele jaren geleden werd ontdekt en zich zelfs nu nog ontwikkelt. De resultaten zullen astronomen helpen het proces van het leven en sterven van massieve sterren beter te begrijpen.
Datum van publicatie: 28 april 2022
Bron: Bijzonder | Vreemd en ongebruikelijk nieuws — ScienceDaily
————————————————– ———————————–