eso1421is — Fréttatilkynning

VLT leysir rykuga ráðgátu

Nýjar mælingar sýna hvernig stjörnuryk myndast í kringum sprengistjörnu

9. júlí 2014

Hópur stjörnufræðinga hefur tekist að fylgjast með stjörnuryki verða til í rauntíma í kjölfar sprengistjörnu. Í fyrsta sinn hafa stjörnufræðingar náð að sýna fram á að þessar geimrykverksmiðjur framleiða ryk í tveimur stigum sem hefjast skömmu eftir sprenginguna og heldur síðan áfram um árabil eftir á. Hópurinn notaði Very Large Telescope (VLT) ESO í norðurhluta Chile til að rannsaka ljós frá sprengistjörnunni SN 2010jl þegar hún var að dofna hægt og bítandi. Niðurstöðurnar eru birtar í vefútgáfu tímaritsins Nature þann 9. júlí 2014.

Uppruni ryks í vetrarbrautum hefur löngum verið mönnum hulin ráðgáta [1]. Stjörnufræðingar hafa þó vitað sprengistjörnur gætu verið meginuppspretta geimryks, sér í lagi í árdaga alheimsins, en óljóst er hvar og hvernig rykagnir verða til og vaxa. Einnig var ekki vitað hvernig rykið kemst hjá því að leysast upp í harðneskjulegu umhverfinu í stjörnumyndunarsvæðum vetrarbrauta. Nú hafa hins vegar mælingar VLT sjónauka ESO í Paranal stjörnustöðinni í norðurhluta Chile svipt hulunni af þessari ráðgátu í fyrsta sinn.

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga notaði X-shooter litrófsritann til að rannsaka sprengistjörnu — SN 2010jl — í níu skipti mánuðina eftir að hún sprakk og í tíunda sinn tveimur og hálfu ári eftir sprenginguna, bæði í sýnilegu og nær-innrauðu ljósi [2]. Þessi óvenjubjarta sprengistjarna, sem markaði ævilok massamikillar stjörnu, sprakk í lítilli vetrarbraut sem kallast UGC 5189A.

„Með því að blanda saman gögnum úr fyrri mælingum okkar níu, tókst okkur að gera fyrstu beinu mælingarnar á því hvernig ryk í kringum sprengistjörnu gleypir ljós af mismunandi lit,“ sagði Christa Gall við Árósarháskóla í Danmörku, aðalhöfundur greinar um rannsóknina. „Þetta gerði okkur kleift að afla meiri upplýsinga um rykið en áður hefur verið hægt.“

Stjörnufræðingarnir komust að því að rykmyndunin hefst fljótlega eftir sprenginguna og heldur áfram í langan tíma. Nýju mælingarnar sýndu líka stærð og efnasamsetningu rykagnanna. Þetta betrumbætir mjög nýlegar niðurstöður sem fengust frá Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), sem náði nýverið myndum af ryki í leifum hinnar frægu sprengistjörnu 1987A (SN 1987A, eso1401).

Rykagnirnar reyndust meira en þúsundasti úr millímetra að stærð og mynduðust hratt í þéttu efninu í kringum stjörnuna. Þótt þetta séu litlar agnir á okkar mælikvarða, eru þær stórar miðað við dæmigert geimryk og þessi óvenjulega stærð gerir það að verkum að þær standast betur af sér eyðileggingarferli. Það hvernig rykagnir komast í ofsafengnu og tortímandi umhverfinu í leifum sprengistjarna var ein stærsta ósvaraða spurningin í ALMA greininni. Þessar niðurstöður hafa nú svarað henni — agnirnar eru stærri en búist var við.

„Mælingar okkar á stórum rykögnum sem urðu til fljótlega eftir að stjarnan sprakk sýna að það hlýtur að vera til hröð og afkastamikil leið til að framleiða rykið,“ sagði Jens Hjort, meðhöfundur greinarinnar, við Niels Bohr stofnunina í Kaupmannahafnarháskóla í Danmörku og bætir við: „Við vitum í raun ekki hvernig þetta gerist nákvæmlega.“

Stjörnufræðingarnir telja sig þó vita hvar rykið hlýtur að hafa myndast: Í efninu sem stjarnan varpaði frá sér út í geiminn áður en hún sprakk. Þegar höggbylgja sprengistjörnunnar þandist út, myndaði hún kalda og þétta gasskel — hentugt umhverfi fyrir vöxt rykagna.

Niðurstöður mælinganna benda til að á öðru myndunarstiginu — nokkur hundruð dögum síðar — hraði á myndunarferlinu með hjálp efnisins sem sprengistjarnan varpar frá sér. Haldi rykmyndunin í SN 2010jl áfram á þessum nótum, veður heildarmassi ryksins um það bil hálfur sólmassi eftir 25 ár, svipað og massi ryksins sem mælist í öðrum sprengistjörnum eins og SN 1987A.

„Stjörnufræðingar hafa áður séð töluvert af ryki í sprengistjörnuleifum. Hins vegar hafa aðeins fundist sönnunargögn fyrir því að lítið ryk verði til við sprengingarnar. Nýju niðurstöðr okkar sýna hvernig hægt er að leysa þessa, að því er virðist, mótsögn.“sagði Christa Gall að lokum.

Skýringar

[1] Geimryk samanstendur af silíkötum og ókristölluðum kolefnisögnum — efni sem einnig eru í ríkum mæli á Jörðinni. Kertasót er mjög svipað kolefnisgeimryki, þótt agnastærðir sóts sé tíu sinnum stærri eða meira en dæmigerðar agnir í geimryki.

[2] Ljós frá þessari sprengistjörnu sást fyrst árið 2010, eins og nafn hennar, SN 2010jl, gefur til kynna. Hún flokkast sem sprengistjarna af gerð IIn. Sprengistjörnur af gerð II verða til við ofsafengin endalok stjarna sem eru að minnsta kosti átta sinnum massameiri en sólin okkar. Í litrófi sprengistjörnur af gerð IIn, sem er undirflokkur, táknaður með „n“, eru mjóar vetnislínur komnar til af víxlverkun milli efnisins sem sprengistjarnan kastaði frá sér og efnisins sem var fyrir í kringum stjörnuna.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá rannsókninni í greininni „Rapid formation of large dust grains in the luminous supernova SN 2010jl“ eftir C. Gall o.fl., sem birtist á netinu í tímaritinu Nature þann 9. júlí 2014.

Í rannsóknarteyminu eru Christa Gall (Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Danmörku; Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmörku; Observational Cosmology Lab, NASA Goddard Space Flight Center, Bandaríkin), Jens Hjorth (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmörku), Darach Watson (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmörku), Eli Dwek (Observational Cosmology Lab, NASA Goddard Space Flight Center, Bandaríkin), Justyn R. Maund (Astrophysics Research Centre School of Mathematics and Physics Queen’s University Belfast, Bretlandi; Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmörku), Ori Fox (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, Bandaríkin), Giorgos Leloudas (The Oskar Klein Centre, Department of Physics, Stockholm University, Svíþjóð; Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmörku), Daniele Malesani (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmörku) og Avril C. Day-Jones (Departamento de Astronomia, Universidad de Chile, Chile).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Háskóli Íslands
Reykjavík, Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Christa Gall
Aarhus University
Denmark
Farsími: +45 53 66 20 18
Tölvupóstur: cgall@phys.au.dk

Jens Hjorth
Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Tölvupóstur: jens@dark-cosmology.dk

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany

Sími: +49 89 3200 6655
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1421.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1421is
Tegund:• Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Supernova
Facility:Very Large Telescope
Science data:2014Natur.511..326G

Myndir

Artist’s impression of dust formation around a supernova explosion
Artist’s impression of dust formation around a supernova explosion
texti aðeins á ensku
The dwarf galaxy UGC 5189A, site of the supernova SN 2010jl
The dwarf galaxy UGC 5189A, site of the supernova SN 2010jl
texti aðeins á ensku
The dwarf galaxy UGC 5189A, site of the supernova SN 2010jl (annotated)
The dwarf galaxy UGC 5189A, site of the supernova SN 2010jl (annotated)
texti aðeins á ensku

Sjá einnig