VIDEO O supernovă văzută pentru prima dată în 1181 eliberează filamente incandescente / Astronomii au realizat o hartă 3D

Când o supernovă a fost văzută strălucind pe cerul nopții timp de șase luni în 1181, a fost atât de strălucitoare încât astronomii chinezi și japonezi au înregistrat-o ca „stea invitată” în constelația Cassiopeia.

Acum, astronomii care folosesc Keck Cosmic Web Imager, sau KCWI, de la Observatorul W. M. Keck din Hawaii au cartografiat o sferă de filamente ciudate care se întinde departe de locul unde a explodat steaua, relatează CNN.

Este pentru prima dată când firele subțiri, care seamănă cu o floare de păpădie, au fost observate în 3D în timp ce se îndepărtează de locul exploziei din jurul stelei moarte. Cercetătorii au împărtășit rezultatele muncii lor, care oferă o nouă claritate cu privire la structura restului supernovei, într-un articol publicat în The Astrophysical Journal Letters.

„O imagine standard a rămășiței supernovei ar fi ca o fotografie statică a unui foc de artificii”, a declarat într-o declarație coautorul studiului, Christopher Martin, profesor de fizică la California Institute of Technology și liderul echipei care a construit imagerul.

„KCWI ne oferă ceva mai mult ca un „film”, deoarece putem măsura mișcarea ramurilor exploziei pe măsură ce acestea se împrăștie spre exterior de la explozia centrală.”

Descoperirea adaugă încă o piesă la puzzle, în timp ce astronomii încearcă să înțeleagă rămășițele lăsate în urmă de această supernovă neobișnuită. În acest caz, filamentele radiază dinspre o „stea zombie” creată de explozie. Și de fiecare dată când cercetătorii observă supernova, descoperă și mai multe surprize.

Căutarea de dovezi vizuale ale supernovei, denumită SN 1181, a durat secole înainte ca astronomul amator Dana Patchick să descopere pentru prima dată rămășițele acesteia în 2013.

Patchick a observat o nebuloasă în apropierea locului original al supernovei în timp ce cerceta imaginile luate de misiunea Wide-field Infrared Survey Explorer a NASA, acum scoasă la pensie. Albert Zijlstra, profesor de astrofizică la Universitatea Manchester din Anglia, a făcut ulterior legătura între nebuloasă și SN 1181 în 2021.

Nebuloasa, un nor de material ejectat din supernovă, a fost denumită Pa 30.

Apoi, în 2023, astronomii au observat filamente ciudate care străluceau cu lumina sulfului în interiorul nebuloasei. Oamenii de știință știu că supernova a creat filamentele, dar nu este clar cum sau când s-au format aceste structuri.

Supernova 1181 nu a fost o explozie stelară obișnuită. Oamenii de știință cred că evenimentul a rezultat în urma unei explozii termonucleare care a avut loc pe o pitică albă, sau o stea moartă densă. Este posibil ca două stele pitice albe să se fi ciocnit pentru a crea supernova. Impactul, însă, a creat doar o explozie parțială.

Exploziile violente ale supernovelor distrug de obicei piticele albe, însă explozia parțială, cunoscută sub denumirea supernovă rară de tip lax, a lăsat în urmă în schimb o „stea zombie”.

„Deoarece aceasta a fost o explozie eșuată, a fost mai slabă decât supernovele normale, ceea ce s-a dovedit a fi în concordanță cu înregistrările istorice”, a declarat într-o declarație autorul colead al studiului, Ilaria Caiazzo, profesor asistent la Institute of Science and Technology Austria.

Pentru a observa mai îndeaproape filamentele lăsate în urmă de explozia ciudată, astronomii au apelat la Keck Cosmic Web Imager. Instrumentul este conceput pentru a capta informații pentru fiecare pixel dintr-o imagine pe mai multe lungimi de undă ale luminii.

Datele robuste capturate de instrument au permis echipei să măsoare mișcările fiecărui filament și să creeze o hartă 3D. În timp ce filamentele care se îndreaptă spre Pământ sunt în partea mai albastră, cu energie înaltă, a luminii vizibile pe care o pot vedea ochii umani, filamentele care se deplasează în direcția opusă apar mai roșii.

Este similar efectului Doppler observat atunci când vehiculele de urgență își pornesc sirenele; claxonul unui vehicul care se apropie va emite o frecvență mai mare, dar pe măsură ce se îndepărtează, undele sonore se întind și emit o frecvență mai mică.

Keck Cosmic Web Imager a permis măsurarea vitezei oricărui material din nebuloasă care emite lumină. Când echipa a analizat datele, a stabilit că filamentele se îndepărtează de locul supernovei cu 2,2 milioane de mile pe oră (aproximativ 1.000 de kilometri pe secundă).

„Am constatat că materialul din filamente se extinde balistic”, a declarat într-un comunicat coautorul studiului, Tim Cunningham, cercetător NASA Hubble Fellow la Centrul de Astrofizică | Harvard & Smithsonian. „Aceasta înseamnă că materialul nu a fost nici încetinit, nici accelerat de la explozie. Din vitezele măsurate, privind înapoi în timp, se poate localiza explozia aproape exact în anul 1181.”

Deși lumina supernovei a ajuns prima dată pe Pământ la 6 august 1181, explozia a avut loc mult mai devreme. Steaua se afla la 7.500 de ani-lumină de Pământ, deci a fost nevoie de 7.500 de ani pentru ca lumina strălucitoare a supernovei să fie vizibilă pe cerul de noapte al Pământului, a declarat Zijlstra, care nu a fost implicat în noul studiu.

Datele 3D au indicat, de asemenea, noi mistere, cum ar fi o cavitate mare în cadrul structurii nebuloasei, precum și dovezi că supernova s-a produs asimetric.

Filamentele par să radieze dintr-un înveliș exterior care se extinde de la steaua centrală, a spus Cunningham. Dar echipa nu este încă sigură cum s-au format filamentele în primul rând.

„Există două scenarii propuse: 1) o undă de șoc care se deplasează înapoi spre stea sublimează praful în gaz fierbinte, care apoi se răcește rapid și se coagulează în filamente drepte sau 2) aglomerări de praf sunt îndepărtate de vântul rapid al stelei centrale”, a declarat Cunningham într-un e-mail. „Observațiile noastre nu sunt capabile să distingă între aceste două modele și sunt necesare mai multe observații și teorii pentru a înțelege această nebuloasă, dar observațiile noastre au furnizat o piesă importantă din puzzle!”.

În ultimul an au fost efectuate studii pentru a face lumină asupra misterelor filamentelor după ce o lucrare din 2023 le-a dezvăluit.

În timp ce filamentele liniare sunt neobișnuite pentru o supernovă, Zijlstra a spus că sunt similare cu caracteristicile observate în nebuloasele planetare, sau învelișurile strălucitoare de gaz din jurul stelelor muribunde, cum ar fi Nebuloasa inelară sudică și Nebuloasa inelară pe care le-a observat Telescopul spațial James Webb.

Structura unică a filamentelor „a reprezentat o adevărată provocare de explicat din punct de vedere fizic – mai ales având în vedere că filamentele observate (anterior) păreau să se întindă de la regiunile centrale la cele exterioare”, a declarat Takatoshi Ko, doctorand la Centrul de Cercetare pentru Universul Timpuriu de la Universitatea din Tokyo.

Ko nu a fost implicat în noile observații ale Keck Cosmic Web Imager, dar el și colegii săi au publicat un studiu la începutul acestui an, sugerând că rămășița supernovei este compusă din mai multe regiuni, făcând dificilă reconcilierea compoziției exacte a filamentelor.

Observațiile din noul studiu arată că filamentele se extind doar prin regiunile exterioare ale nebuloasei, mai degrabă decât din centru spre exterior, a spus Ko, ceea ce adaugă dovezi suplimentare ideii că există mai multe regiuni în rămășița supernovei. Și cu cât cercetătorii au mai multă claritate cu privire la structura filamentelor, cu atât este mai probabil să descopere ce a format „păpădia cosmică” în primul rând.