Mysterium om supernovaer opklaret – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2010 > Mysterium om supernova...

30. juni 2010

Mysterium om supernovaer opklaret

Supernovaer er gigantiske stjerneeksplosioner, der kan ses tværs gennem hele universet. Type Ia supernovaer er en relativt ensartet klasse af stjerneeksplosioner, som forskerne bruger som 'standard-lyskilder' til at observere accelerationen af Universet. Men man har længe vidst, at der er betragtelige forskelle, og oprindelsen til forskellene har været ukendt. Nu har forskere fra blandt andet Niels Bohr Institutet opklaret mysteriet. Forskerne har påvist, at supernovaerne eksploderer asymmetrisk, og forskellene skyldes simpelthen, at vi observerer supernovaer fra forskellige retninger. Resultaterne er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift, Nature.

Et skematisk billede af en type Ia supernova. Asken af de første faser af eksplosionen, lige efter antændelsen (gul), er forskudt i forhold til centrum af det udslyngede materiale. Afhængigt af, hvorfra man observerer supernovaen, vil supernovaen se forskellig ud.

Type Ia supernovaer har spillet en afgørende rolle indenfor kosmologien, fordi de kan bruges til at måle afstande tværs gennem Universet. Selv om de ikke er perfekte 'standard-lyskilder' (deres lysstyrke kan variere med op til 50 %), kan de alligevel standardiseres ud fra erfaringerne om, at de kraftigste supernovaer aftager langsommere, mens de svagere aftager hurtigere.

Samme oprindelse

Der er i dag bred enighed om, at den relative ensartethed i type Ia supernovaer skyldes, at de har samme oprindelse. De stammer fra en hvid dværg i et dobbeltstjernesystem, hvor en hvid dværg og en stjerne cirkler om hinanden. En hvid dværg dannes af en stjerne som vores egen Sol, der løber tør for brint i centrum, så den udvides og afkøles til en rød kæmpe, hvorefter den kollapser og bliver til en hvid dværg. Den hvide dværg trækker materiale fra dens partnerstjerne, og når den når op på 1,4 gange Solens masse eksploderer den som en supernova.
Den sande natur er imidlertid mere kompliceret. Supernovaer, hvis lysstyrke aftager på samme måde, kan udvise forskelle i hvor hurtigt måde materialet fra eksplosionen bremses ned. Det faktum har rejst tvivl om, hvorvidt type Ia supernovaer overhovedet kan anvendes som kosmologiske standard-lyskilder.

Eksploderer asymmetrisk
"Med nye detaljerede undersøgelser har vi nu vist, at bevægelses-hældningsgraden er nært forbundet med, at disse supernovaer eksploderer asymmetrisk", fortæller astrofysiker Jesper Sollerman, Dark Cosmology Centre på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Nye detaljerede undersøgelser foretaget af et internationalt team med blandt andre Keiichi Maeda, University of Tokyo og Jesper Sollerman, Giorgos Leloudas og Max Stritzinger fra Dark Cosmology Centre på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet har vist, at bevægelses-hældningsgraden er nært forbundet med en asymmetrisk karakter ved disse supernovaers eksplosioner. Observationerne blev målt ved at bruge Doppler effekten, som er den ændring i bølgefrekvensen, man observerer i forhold til bølgerne fra den bevægende genstand. Forskerne målte sporene af udstrålingen fra det indvendige af supernova-eksplosionerne.

Gode standard-lyskilder
"Det vi kunne se var, at supernovaernes forskellige karakteristika kunne forklares ved en asymmetrisk eksplosion, hvor antændelsen finder sted uden for centret. Så supernovaernes forskellige udseende afhænger simpelthen af den synsvinkel, de observeres fra", forklarer Giorgos Leloudas fra Dark Cosmology forskningsgruppen.

Mens der allerede med tidligere observationer af supernovaer Ia havde været antydninger af, at de måske eksploderede asymmetrisk, er det første gang, at det overbevisende er blevet vist med observationer af supernovaer. Forskerne observerede supernovaerne lang tid efter eksplosionen, hvor det er muligt at se dybt ind i supernovaernes indre dele. Eksplosionerne fandt sted for øjnene af forskerne, der nu kunne konstatere, at type Ia supernovaer virkelig eksploderer asymmetrisk.

"Ud over at give os nyt indblik i, hvordan disse stjerner eksploderer og løser problemet med deres forskellige udseende, er resultaterne også godt nyt for brugen af supernovaer som standard-lyskilder. Hvis vi bare observerer nok supernovaer, vil forskellene fra synsvinklerne udjævnes", pointerer de tre forskere fra Niels Bohr Institutet, Jesper Sollerman, Giorgos Leloudas og Max Stritzinger.