For et år siden, i 2013, skete der noget uhyre sjældent i astronomiens verden: En ny type supernova så dagens lys. Iax, som den nye supernovatype hedder, minder på mange måder om den allerede kendte Ia, og blev derfor hurtigt kendt som Ias ‘lillebror’.
Nu er det lykkedes et internationalt forskerhold med dansk deltagelse at lave observationer af den nye type supernova, mens den stadig var en stjerne – og altså før, den overhovedet blev til en supernova.
Det er første gang nogensinde, det er lykkedes at lave denne type observationer for den lille Ia(x)-familie, og med dem i baghånden vil vi snart kunne blive klogere på supernovaer.
»Normale supernovaer af type Ia er astronomiens bedste middel til at måle afstande i universet og er bl.a. blevet brugt til at påvise, at universet accelerer. Alligevel kender vi til dato ikke deres sande oprindelse. Siden de to typer supernovaer minder så meget om hinanden, vil vi med disse billeder formentlig kunne komme et stort skridt nærmere i at forstå oprindelsen af begge type supernovaer,« skriver lektor Maximilian Stritzinger fra Institut for Fysik og Astronomi ved Aarhus Universitet i en mail til Videnskab.dk. Han er den danske bidragyder til det nye studie, som netop er offentliggjort i tidsskriftet Nature.
Professor Johan Fynbo fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet har ikke selv været med til at lave det nye studie, men har læst det og supplerer:
»Supernovaer spiller en stor rolle i vores forståelse af universet, og det her er et vigtigt skridt i forståelsen af dem. Det er et imponerende stykke arbejde, forskergruppen her har lavet.«
Iax er knap så ødelæggende som storebror
\ Fakta
Supernovaer af type Ia bruges som standard-lyskilder i universet, hvilket vil sige, at man bruger dem til at måle og fastslå afstande. I 2011 vandt forskere Nobelprisen i fysik for at fastslå, at universet udvider sig, og det kunne de gøre ved hjælp af Ia-supernovaer. Supernovaer er ansvarlige for at danne og sprede de fleste grundstoffer tungere end brint og helium i galakser. Alle de grundstoffer, som Jorden, de andre planter, og ultimativt livet, er opbygget af stammer altså fra supernovaer.
I det nye studie har forskere undersøgt en Iax-supernova i spiralgalaksen NGC 1309, som ligger omkring 120 millioner lysår fra Jorden. Før vi dykker mere ned i studiets hovedperson, supernovaen SN2012Z, skal vi dog lige have på plads, hvad en supernova egentlig er for en størrelse:
En supernova er en eksploderende stjerne, der udsender så meget lys, at den kan overstråle hele den galakse, den befinder sig i op til flere dage og uger efter eksplosionen. Før opdagelsen af Iax kendte forskerne til to typer:
-
Kerne-kollaps supernova: Når en stjerne 10 til 100 gange så massiv som vores sol eksploderer. Disse er der lavet nogle, om end få, før- og efter-observationer af.
- Type Ia-supernova: Når en hvid dværg, der er en døende stjerne, får overført så meget masse fra en ledsagerstjerne, at den eksploderer fuldstændigt. Det er aldrig lykkedes at lave observationer af Ia-supernovaernes ledsagerstjerne, før supernovaen eksploderede, som det er tilfældet for de nye Iax-observationer. Læs mere om dette længere nede i artiklen.
Iax-supernovaen minder meget om sin storebror, idet den også er en hvid dværg, der eksploderer. Ia’ere og Iax’ere er også begge del af et binært system – dvs. at den hvide dværg er i kredsløb med en anden, stor stjerne, som overfører masse til den hvide dværg, om et fælles centrum.
Når der er overført tilpas meget masse til dværgen, bliver trykket så højt, at den eksploderer. Til forskel fra storebror Ia lader det dog ikke til, at Iax udraderer sin hvide dværg fuldstændigt.
Det er ikke supernovaen, man ser på billedet
Den nye type supernova, Iax, som blev opdaget i 2013, har en svagere lysstråling end de to andre supernovatyper, og det er del af grunden til, at man ikke tidligere har opdaget dem. Selvom der ‘kun’ findes en tredjedel så mange lillebror- som storebrorsupernovaer, er Iax’erne dog ikke sjældne – de er bare sværere at observere, da de ikke udsender så meget lys.
På billedet til højre i artiklen kan du se udsnittet af billedet, hvor Iax-supernovaen SN2012Z ligger i udkanten af NGC 1309. Eller faktisk er det formentlig slet ikke SN2012Z, man kan se på billedet. Det vender vi lige tilbage til.
Observationerne, fra før SN2012Z eksploderede, er taget af Hubble og er fundet i NASA’s arkiver. Ved at måle meget nøjagtigt på nyere billeder, hvor eksplosionen fra SN2012Z tydeligt fremgår, kan man fastslå, at stjernen på billederne fra 2005 ligger på netop samme sted.
Alligevel er det formentlig ikke SN2012Z, vi kan se på billedet fra 2005, forklarer professor Jens Hjorth fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet. Han har ikke selv været med til at lave det nye studie:
»For det første er der den lille mulighed, at der ligger en anden stjerne nøjagtig i skudlinjen for SN2012Z – det er dog meget usandsynligt. En anden, mere sandsynlig, mulighed er, at stjernen på billedet er SN2012Zs ledsagerstjerne. Altså den stjerne, som har kredset om den hvide dværg og overført masse til den, indtil den eksploderede.«
Når forskerne i løbet af de kommende år har indsamlet flere observationer fra samme himmel-udsnit, vil SN2012Z-supernovaen være falmet så meget, at man vil kunne afgøre, om dette er tilfældet.
Der KAN være tale om en ny type supernova-stjerne
Hvis det viser sig, at stjernen på billedet ikke er forsvundet – og dermed er lillebrors donorstjerne – er der ingen ko på isen. Så passer de nuværende teorier for Iax-supernovaernes oprindelse.
»Hvis det er tilfældet, så har man lært dét om denne type supernova: At det virkelig ér sådan et system med en donorstjerne, der giver ophav til supernovaer af type Iax,« forklarer professor Johan Fynbo.
\ Fakta
Iax-supernovaer menes at være linket mellem normale novaer og supernovaer af type Ia. En nova er en hvid dværg, der jævnligt laver udbrud, og formentlig har en donorstjerne, der overfører stof til sig. En nova eksploderer dog aldrig fuldstændigt som en supernova, og eftersom Iax-supernovaerne heller ikke udraderer deres hvide dværg helt, ser de to ud til at være relateret til hinanden.
Men hvis stjernen er forsvundet, har modellerne et problem. Så tyder det nemlig på, at det alligevel ér hovedpersonen selv, SN2012Z, som ses på billedet fra 2005. Og hvis det er tilfældet, er der tale om en ny type stjerne, der kan lave supernovaer.
I den videnskabelige artikel redegør forskerne for, hvorfor det med stor sandsynlighed ér supernovaens donorstjerne på billedet, og Jens Hjorth og Johan Fynbo er begge enige i, at det formentlig er tilfældet.
»Men det er selvfølgelig sjovest, hvis det ikke er,« siger Jens Hjorth, »For så skal vi i gang med at lave nye teorier.«
Maximilian Stritzinger har dog også stor tiltro til, at observationerne vil vise sig at bakke op om de nuværende modeller for Iax-supernovaens oprindelse.
»Min mavefornemmelse siger mig, at vores fremtidige Hubble-observationer vil bekræfte hypotesen om, at supernovaer af type Iax er relateret til den termonukleare eksplosion af en hvid dværg,« slutter han.
