23. februára 1987 svetlo Z obrovskej explodujúcej hviezdy dopadlo na Zem. Táto udalosť, ktorá sa konala vo Veľkom Magellanovom oblaku, malej galaxii vzdialenej 168 000 svetelných rokov, ktorá obklopuje našu Mliečnú dráhu, bola najbližšou supernovou, ktorá sa vyskytla za takmer 400 rokov, a bola prvou od objavu moderných teleskopov.
O viac ako 30 rokov neskôr tím prvýkrát použil röntgenové pozorovania a fyzikálne simulácie na presné meranie teploty prvkov v plyne okolo mŕtvych hviezd. Keď sa najrýchlejšie šokové vlny zo srdca supernovy búchali na atómy v okolitom plyne, zahrievajú tieto atómy na stovky miliónov stupňov Fahrenheita.
Zistenia boli publikované 21. januára v časopise Nature Astronomy.
Ísť von s ranou
Keď obrie hviezdy dosiahnu vek, ich vonkajšie vrstvy sa odtrhnú a ochladia na obrovské, zvyšné štruktúry okolo hviezdy. Jadro hviezdy vytvára veľkolepý výbuch supernovy, ktorý zanecháva ultrafázovú neutrónovú hviezdu alebo čiernu dieru. Rázové vlny z výbuchu vychádzajú o jednu desatinu rýchlosti svetla a dopadnú na okolitý plyn, zahrievajú ho a žiaria jasnými röntgenovými lúčmi.
Röntgenový teleskop Chandra NASA na báze vesmíru monitoruje emisie zo supernovy 1987A, ako je známe mŕtvych hviezd, odkedy bol teleskop uvedený na trh pred 20 rokmi. V tom čase supernova 1987A vedcov znova a znova prekvapovala, povedal David Burrows, fyzik na Pennsylvánskej štátnej univerzite a spoluautor novej práce, povedal Live Science. „Jedno veľké prekvapenie bolo objavenie série troch krúžkov okolo,“ povedal.
Od roku 1997 interaguje rázová vlna zo supernovy 1987A s najvnútornejším kruhom, ktorý sa nazýva rovníkový kruh, uviedol Burrows. Pomocou Chandry sledoval on a jeho skupina svetlo vytvárané rázovými vlnami, keď interagujú s rovníkovým prstencom, aby zistili, ako sa plyn a prach v prstenci zohrieva. Chceli prísť na to, aké teploty majú rôzne prvky v materiáli, keď ho pohltí predná časť nárazu, čo je dlhodobý problém, ktorý je ťažké presne určiť.
Na pomoc pri meraniach tím vytvoril podrobné 3D počítačové simulácie supernovy, ktoré oddeľovali mnohé procesy pri hre - rýchlosť nárazovej vlny, teplotu plynu a limity rozlíšenia Chandraových prístrojov. Odtiaľ boli schopní zachytiť teplotu širokého spektra prvkov, od ľahkých atómov, ako je dusík a kyslík, až po ťažké, ako je kremík a železo, povedal Burrows. Teploty sa pohybovali od miliónov do stoviek miliónov stupňov.
Zistenia poskytujú dôležité informácie o dynamike supernovy 1987A a pomáhajú testovať modely špecifického typu nárazového predku, Jacco Vink, vysokoenergetický astrofyzik na Amsterdamskej univerzite v Holandsku, ktorý sa na práci nezúčastnil, uviedol pre agentúru Live. Science.
Pretože nabité častice z výbuchu nezasahujú atómy do okolitého plynu, ale skôr rozptyľujú atómy plynu pomocou elektrických a magnetických polí, tento šok je známy ako šok bez kolízie. Tento proces je bežný v celom vesmíre, a preto jeho porozumenie by lepšie pomohlo výskumníkom s inými javmi, ako je napríklad interakcia slnečného vetra s medzihviezdnym materiálom a kozmologické simulácie o formovaní rozsiahlej štruktúry vo vesmíre.
