23. února 1987 dopadlo na Zemi světlo obří explodující hvězdy. Tato událost, která se konala ve Velkém Magellanově mračnu, malé galaxii vzdálené 168 000 světelných let, která obíhá naši Mléčnou dráhu, byla nejbližší supernovou, která se vyskytla za téměř 400 let, a první od vynálezu moderních dalekohledů.
O více než 30 let později použil tým poprvé rentgenové pozorování a fyzikální simulace k přesnému měření teploty prvků v plynu kolem mrtvé hvězdy. Když hyperrychlé rázové vlny ze srdce supernovy bouchly do atomů v okolním plynu, zahřívají tyto atomy na stovky milionů stupňů Fahrenheita.
Výsledky byly publikovány 21. ledna v časopise Nature Astronomy.
Jít ven s ranou
Když obří hvězdy dosáhnou stáří, jejich vnější vrstvy se odtrhnou a ochladí se na obrovské, zbytkové struktury kolem hvězdy. Jádro hvězdy vytváří velkolepý výbuch supernovy, zanechávající za sebou ultrafázovou neutronovou hvězdu nebo černou díru. Šokové vlny z výbuchu vyrazí rychlostí světla v desetinu rychlosti a zasáhnou okolní plyn, zahřejí ho a zazáří jasnými rentgenovými paprsky.
Jak ukazuje známá mrtvá hvězda, kosmický rentgenový dalekohled NASA Chandra monitoruje emise ze supernovy 1987A, protože dalekohled byl spuštěn před 20 lety. V té době supernova 1987A vědce znovu a znovu překvapila, řekl David Burrows, fyzik na Pennsylvánské státní univerzitě a spoluautor nové práce, řekl Live Science. „Jedním velkým překvapením bylo objevení řady tří prstenů kolem,“ řekl.
Od roku 1997 interaguje rázová vlna ze supernovy 1987A s nejvnitřnějším prstencem, který se nazývá rovníkový prsten, řekl Burrows. Pomocí Chandry sledoval on a jeho skupina světlo vytvářené rázovými vlnami, když interagují s rovníkovým prstencem, aby zjistili, jak se plyn a prach v prstenci zahřívá. Chtěli zjistit teploty různých prvků v materiálu, jak jej pohltí přední náraz, což je dlouhodobý problém, který je obtížné přesně určit.
Abychom pomohli při měření, tým vytvořil podrobné 3D počítačové simulace supernovy, které oddělily mnoho procesů při hře - rychlost rázové vlny, teplotu plynu a meze rozlišení Chandrových nástrojů. Odtamtud dokázali snížit teplotu širokého spektra prvků, od lehkých atomů, jako je dusík a kyslík, až po těžké, jako je křemík a železo, řekl Burrows. Teploty se pohybovaly od milionů do stovek milionů stupňů.
Tato zjištění poskytují důležité vhledy do dynamiky supernovy 1987A a pomáhají testovat modely specifického typu šokové fronty, Jacco Vink, vysokoenergetický astrofyzik na University of Amsterdam v Nizozemsku, který se práce nezúčastnil, řekl Live Věda.
Protože nabité částice z výbuchu nezasahují atomy v okolním plynu, ale spíše rozptylují atomy plynu pomocí elektrických a magnetických polí, je tento šok známý jako šok bez kolize, dodal. Tento proces je běžný v celém vesmíru, a tak jeho porozumění by lépe pomohlo vědcům s jinými jevy, jako je interakce slunečního větru s mezihvězdným materiálem a kosmologické simulace o vytváření rozsáhlé struktury ve vesmíru.
