28 mars 2024 (Nanowerk Nyheter) Mänskligheten har länge vänt sig till skyarna på jakt efter svar. Berättelser om supernovor – exploderande stjärnor – går tillbaka tusentals år, men även om vi idag vet att dessa händelser skapar själva livets byggstenar, är förhållandena som får en stjärna att explodera fortfarande ett mysterium. Forskare från Weizmann Institute of Science har nu gjort stora framsteg mot att bättre förstå dessa fascinerande fenomen, som skapade oss och allt vi vet. Genom en kombination av tur och beslutsamhet kunde de samla in data från en supernova en gång i livet. Deras resultat har publicerats i Natur ("Den komplexa cirkumstellära miljön av supernova 2023ixf"). Supernovor ansågs, tills helt nyligen, vara ett extremt sällsynt fenomen – som inträffar i vår galax en gång per sekel, i bästa fall, medan den senaste observerbara explosionen ägde rum för hundratals år sedan. Framsteg inom teleskopteknik kan inte hjälpa att återskapa den häpnadsväckande effekt de måste ha haft på våra förfäder, som kunde bevittna supernovor som lyser upp natthimlen med intensiteten av hundra miljoner solar. Dessa framsteg kompenserar dock för det, både genom att hjälpa till att identifiera supernovor i avlägsna galaxer och genom att tillhandahålla mycket mer data än vad som tidigare varit möjligt. Ändå kvarstår samma problem: Eftersom vi inte kan förutsäga förekomsten av en explosion, måste astrofysiker vanligtvis spela rollen som rymdarkeologer, anlända till platsen efter att händelsen redan har inträffat och försöka klippa ihop information från kvarlevorna. "Det är det som gör den här supernovan annorlunda", säger doktoranden Erez Zimmerman från professor Avisay Gal-Yams grupp på Weizmanns partikelfysik- och astrofysikavdelning. "Vi kunde – för allra första gången – nära följa en supernova medan dess ljus kom ut från det cirkumstellära materialet i vilket den exploderande stjärnan var inbäddad." I enklare ordalag motsvarade detta att ta sig till brottsplatsen medan mordet fortfarande pågick. Forskarna är de första att erkänna att de hade extremt tur. Gal-Yams team ansökte om forskningstid på NASA:s rymdteleskop Hubble, i hopp om att samla UV-spektraldata om vilken supernova som helst som interagerar med sin miljö. Istället fick de chansen att i realtid bevittna en av de närmaste supernovorna på decennier: en röd superjätte som exploderar i en angränsande galax som heter Messier 101.
På bilden: Supernova 2023ixf inträffade i Messier 101, även känd som Pinwheel Galaxy. Bilden togs med hjälp av teleskopdata på nätterna den 21, 22 och 23 maj 2023. Kredit: Travis Deyoe, Mount Lemmon SkyCenter, University of Arizona (Hosseinzadeh et al. 2023) Lyckligtvis gav deras beslutsamhet resultat. Genom att analysera UV- och röntgendata från NASA:s Hubble- och Swift-satelliter, såväl som många av de bästa teleskopen över hela världen, kunde forskarna kartlägga de två yttre lagren av den exploderande stjärnan och komma med en extraordinär hypotes . ”Beräkningar av det cirkumstellära materialet som emitterades i explosionen, liksom detta materials densitet och massa före och efter supernovan, avslöjar en diskrepans, vilket gör det mycket troligt att den saknade massan hamnade i ett svart hål som bildades i efterdyningarna av explosionen – något som vanligtvis är väldigt svårt att avgöra”, säger doktoranden Ido Irani från Gal-Yams team. "Stjärnor beter sig väldigt oberäkneligt under sina äldre år", säger Gal-Yam. "De blir instabila och vi kan vanligtvis inte vara säkra på vilka komplexa processer som sker inom dem, eftersom vi alltid startar den rättsmedicinska processen i efterhand, när mycket av datan redan har gått förlorad." På grund av stjärnans närhet och den höga kvaliteten på de insamlade uppgifterna, "ger den här studien en unik möjlighet att bättre förstå de mekanismer som leder till slutet på en stjärnas liv och den slutliga bildandet av något helt nytt", säger Zimmerman. Vad kommer att hända med saken som utgjorde Messier 101:s tidigare röda superjätte? Vi kommer förmodligen aldrig att få reda på det, men de senare stadierna av supernovan pågår fortfarande och nya data kommer fortfarande in. Så det är möjligt att trots allt kommer den här studien och andra som kommer att följa att hjälpa oss att få en bättre förståelse av hur vi kom hit.
[Inbäddat innehåll]
Naturligtvis, medan lady luck gav möjligheten och medlen, behövde forskarna fortfarande samla in data, vilket krävde mycket hårt arbete. Supernovan upptäcktes på en fredag, i början av helgen i Israel och strax före helgen i Baltimores Space Telescope Science Institute, operationscentret för Hubble-teleskopet. För att komplicera saker ytterligare, det ägde rum två dagar före Zimmermans bröllop. Teamet höll ut och drog en helkväll på samma fredag, och levererade de nödvändiga mätningarna till NASA i nödfall. "Det är väldigt sällsynt, som vetenskapsman, att du måste agera så snabbt", säger Gal-Yam. "De flesta vetenskapliga projekt sker inte mitt i natten, men möjligheten dök upp och vi hade inget annat val än att svara därefter." Möjligheten var dubbelt lockande på grund av dess koordinater. Teamet lyckades inte bara få den tröga Hubble att anta den rätta vinkeln för att spela in nödvändig data, utan på grund av explosionens relativa närhet visade det sig att Hubble redan hade gjort inspelningar i denna sektor av universum många gånger tidigare. När man vänder sig till NASA-arkiven kunde medlemmar av Gal-Yams team och många andra grupper skaffa data från före stjärnans slutliga bortgång – när den fortfarande bara var en röd superjätte i sitt sista skede av livet – vilket skapade det mest kompletta porträttet av en supernova någonsin: en sammansättning av dess sista dagar och död.
På bilden: Supernova 2023ixf inträffade i Messier 101, även känd som Pinwheel Galaxy. Bilden togs med hjälp av teleskopdata på nätterna den 21, 22 och 23 maj 2023. Kredit: Travis Deyoe, Mount Lemmon SkyCenter, University of Arizona (Hosseinzadeh et al. 2023) Lyckligtvis gav deras beslutsamhet resultat. Genom att analysera UV- och röntgendata från NASA:s Hubble- och Swift-satelliter, såväl som många av de bästa teleskopen över hela världen, kunde forskarna kartlägga de två yttre lagren av den exploderande stjärnan och komma med en extraordinär hypotes . ”Beräkningar av det cirkumstellära materialet som emitterades i explosionen, liksom detta materials densitet och massa före och efter supernovan, avslöjar en diskrepans, vilket gör det mycket troligt att den saknade massan hamnade i ett svart hål som bildades i efterdyningarna av explosionen – något som vanligtvis är väldigt svårt att avgöra”, säger doktoranden Ido Irani från Gal-Yams team. "Stjärnor beter sig väldigt oberäkneligt under sina äldre år", säger Gal-Yam. "De blir instabila och vi kan vanligtvis inte vara säkra på vilka komplexa processer som sker inom dem, eftersom vi alltid startar den rättsmedicinska processen i efterhand, när mycket av datan redan har gått förlorad." På grund av stjärnans närhet och den höga kvaliteten på de insamlade uppgifterna, "ger den här studien en unik möjlighet att bättre förstå de mekanismer som leder till slutet på en stjärnas liv och den slutliga bildandet av något helt nytt", säger Zimmerman. Vad kommer att hända med saken som utgjorde Messier 101:s tidigare röda superjätte? Vi kommer förmodligen aldrig att få reda på det, men de senare stadierna av supernovan pågår fortfarande och nya data kommer fortfarande in. Så det är möjligt att trots allt kommer den här studien och andra som kommer att följa att hjälpa oss att få en bättre förståelse av hur vi kom hit.
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
- PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
- Källa: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64934.php
