Da en stjerne eksploderede i 1987, var det første gang i århundreder, at vi så en supernova med det blotte øje. Men hvad blev der efterladt på stedet efter eksplosionen? Mysteriet er nu løst. Næsten.
Da en stjerne eksploderede i 1987, var det første gang i århundreder, at vi så en supernova med det blotte øje. Men hvad blev der efterladt på stedet efter eksplosionen? Mysteriet er nu løst. Næsten.
I 1987 opstod der jubel blandt astronomer verden over. En stjerne i vores egen galaktiske baghave var eksploderet i en supernova, og den voldsomme begivenhed var så tæt på, at supernovaen kunne ses med det blotte øje. Noget lignende var ikke sket i mere end 400 år.
Siden opdagelsen har forskere været på en intens jagt efter svar på spørgsmålet om, hvad der skete efter eksplosionen: Hvilket objekt efterlod supernovaen sig? Og hvorfor kan vi ikke se dette objekt?
I et nyt studie, som er offentliggjort i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Science, er forskere kommet et væsentligt skridt nærmere svaret.
De har fundet vigtige spor, som peger på, at der i støvet efter den eksploderende stjerne er blevet efterladt en neutronstjerne. En lille, tung og kompakt, afdød stjerne.
»I 37 år har man været på jagt efter spor fra den neutronstjerne, som supernovaen efterlod. Den skal være der, hvis vores teorier om supernovaer ellers er rigtige. Nu mener vi, at vi endelig har fundet den,« siger Jens Hjorth, som er professor ved DARK på Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet og medforfatter til det nye studie.
Det er den svenske forsker Claes Fransson, som har stået i spidsen for opdagelsen, der er gjort med det yderst avancerede teleskop James Webb-teleskopet, som svæver rundt ude i rummet.
Supernova: En kraftig eksplosion fra en døende stjerne.
Neutronstjerne: En kompakt stjerne, som hovedsagelig består af neutroner. Den dannes, når en stor stjerne dør og eksploderer i en supernova.
Sort hul: En samling af materiale, som er endnu mere tætpakket og kompakt end en neutronstjerne – og som har en vanvittig tyngdekraft. Sorte huller kan også blive skabt, når tunge stjerner dør og eksploderer i en supernova.
Pulsar: En hurtigt roterende neutronstjerne med et stærkt magnetfelt. En pulsar udsender radiostråling, mens den roterer, og det kan opfanges af astronomernes teleskoper, men kun hvis radiostrålingen bliver udsendt i retning mod Jorden.
Neutrino: En type partikel, som kan gå igennem alting – og derfor også kaldes spøgelsespartikler. Neutrinoer interagerer – vekselvirker – kun meget svagt med deres omgivelser, og derfor er de svære at detektere.
Når en stjerne slutter sit liv i en supernova, udsender eksplosionen en lang række vigtige grundstoffer såsom kulstof, ilt og jern. Alt sammen grundstoffer, som er vigtige for livet på Jorden. Dermed kommer mange af byggestenene i din krop altså oprindeligt fra eksploderede stjerner.
En supernova producerer imidlertid ikke kun stjernestøv og grundstoffer. Den eksploderende stjerne efterlader sig også en ’død krop,’ som enten kan bestå af en neutronstjerne eller alternativt et sort hul, et endnu mere kompakt objekt.
Forskere har gennem årene debatteret, hvorvidt supernovaen fra 1987, som går under navnet SN1987A, efterlod sig en neutronstjerne eller et sort hul.
Men til trods for, at SN1987A var den nærmeste supernova i 400 år, har forskerne ikke været i stand til at observere, hvilket objekt supernovaen efterlod sig.
»Det har været til debat i mange år, hvorfor man ikke kunne se noget. En forklaring kunne være, at der var tale om et sort hul, som man ikke kan se. Men i dag er vi ret sikre på, at det skyldes en masse støv, som blev skabt efter eksplosionen. Det hele er indhyllet i støv, så vi kan ikke se centrum,« forklarer Jens Hjorth.
SN1987A var en supernova, som blev observeret fra Jorden i 1987.
Det var første gang i 400 år, at en supernova var så tæt på Jorden, at den kunne ses med det blotte øje.
Senest, det skete, var, da den tyske astronom Johannes Kepler opdagede en supernova i 1604.
Dermed var det også første gang, at astronomer kunne foretage detaljerede observationer af en supernova tæt på os med moderne instrumenter.
SN1987A er cirka 168.000 lysår væk fra Jorden. Den befinder sig i Den Store Magellanske Sky, en dværggalakse tæt på vores egen galakse, Mælkevejen.
I det nye studie har forskerne heller ikke direkte været i stand til at se en neutronstjerne. I stedet kan de se, hvordan neutronstjernen påvirker sine omgivelser.
Ved hjælp af et særligt instrument ombord på James Webb-teleskopet har forskerne opdaget, at der bliver udsendt stråling fra stedet, hvor stjernen eksploderede. Instrument kaldes MIRI og kan måle infrarødt lys.
Den udsendte stråling påvirker, den ioniserer, svovlgasser og argongasser, som befinder sig i nærheden. Og det kan forskerne opfange med MIRI-instrumentet.
»Det viser os, at der er tale om en neutronstjerne,« siger Jens Hjorth.
»Den ioniserende stråling, som vi ser, kan blive skabt på to måder. Enten ved at neutronstjernen selv udsender ioniserende stråling. Eller også ved at den roterer hurtigt om sig selv og sammen med et kraftigt magnetfelt udsender stråling,« forklarer Jens Hjorth.
Hvis det første er tilfældet, er der tale om varmestråling fra en ung, varm neutronstjerne. Hvis det sidste er tilfældet, altså at neutronstjernen roterer hurtigt om sig selv, vil det betyde, at der er tale om en særlig slags neutronstjerne, kaldet en pulsar.
Det nye studie kan altså ikke afgøre, hvilken slags neutronstjerne der er tale om, en ’almindelig’ neutronstjerne eller en roterende pulsar.
Selvom mysteriet altså ikke helt er løst endnu, er astrofysiker Thomas Tauris begejstret for det nye fund. Han har også selv været på jagt efter spor fra objektet, som blev efterladt af den berømte supernova.
»Da jeg var en ung astrofysiker i Australien i begyndelsen af 1990’erne, var vi tit ude ved et radioteleskop at prøve, om vi kunne opfange signaler fra en eventuel pulsar. Men det lykkedes aldrig,« fortæller Thomas Tauris, som er professor og teoretisk astrofysiker ved Aalborg Universitet og ikke har været en del af det nye studie.
Ved opdagelsen af supernovaen i 1987 lykkedes det faktisk at opfange signaler fra andre partikler, som menes at være blevet skabt i supernovaen.
Signalerne kom fra såkaldte neutrinoer, en særlig slags partikler, som populært kaldes for spøgelsespartikler, fordi de kan rejse ubemærket igennem alting og er meget svære at detektere.
Det nye studie er resultatet af et internationalt samarbejde ledet af Claes Fransson fra Stockholms Universitet.
Forskerne har udnyttet det såkaldte MIRI-instrument, som kan foretage infrarøde målinger, og som sidder på det berømte James Webb-teleskop.
Forskerne har studeret emissionsspektret fra svovl- og argongasser, som befinder sig tæt på stedet, hvor stjernen eksploderede.
Deres observationer viser, at gasserne er yderst ioniserede, hvilket betyder, at de bliver påvirket af stråling.
Denne stråling må ifølge studiet komme fra en neutronstjerne.
Neutronstjernen kan enten selv udsende ioniserende stråling, eller alternativt kan strålingen blive skabt, hvis neutronstjernen roterer hurtigt om sig selv.
Hvis neutronstjernen roterer hurtigt om sig selv, er der tale om en såkaldt pulsar (roterende neutronstjerne).
»Et sort hul ville ikke producere de observerede linjer. James Webb-teleskopets observationer giver overbevisende evidens for, at der er en neutronstjerne i efterladenskaberne af Supernova 1987A,« skriver Science i en opsummering af det nye studie.
Fundet af neutrinoer indikerede, at SN1987A havde efterladt sig en neutronstjerne, men kritikere påpegede, at en sådan neutronstjerne senere kunne være kollapset og være blevet til et sort hul.
Den nye opdagelse af, hvordan det efterladte objekt påvirker svovl- og argongasserne i nærheden, giver imidlertid god grund til at droppe teorien om, at SN1987A kan have efterladt sig et sort hul, lyder det fra forskerne bag studiet.
Thomas Tauris er enig.
»De her observationer viser, at det med al sandsynlighed må være en neutronstjerne, som befinder sig derinde,« siger Thomas Tauris.
Spørgsmålet om, hvorvidt neutronstjernen er en hurtigt roterende én af slagsen, en pulsar, står imidlertid stadig åbent.
»Under alle omstændigheder er det helt sikkert ikke det sidste, vi hører til SN1987A. Der er mere i vente, og i mellemtiden kan vi glæde os over det solide arbejde fra Claes Franssons team,« slutter Thomas Tauris.
Bliv klar til solformørkelsen 12. august. Vind to par solformørkelsesbriller ved at abonnere på Videnskab.dk's gratis nyhedsbrev. Vi trækker lod blandt alle nyhedsbrevsmodtagere i juli.
