I februar måned 2018 – kun et halvt år, før NASAs berømte Kepler-teleskop takkede af efter 10 års solid tjeneste – tog teleskopet billeder af de allerførste øjeblikke af en stjerneeksplosion, en såkaldt supernova.
Sammenholdt med observationer fra andre teleskoper har det givet en helt uset nøjagtig måling af udviklingen på denne type supernova, kaldet Ia, som er særligt vigtig for forskerne. Ia’er bruges nemlig til at måle afstande i universet.
Men selvom der er tale om en enestående chance for at afprøve de fremherskende teorier om supernovadannelse, er svaret på, hvad de nye resultater viser, ikke entydigt.
I to ud af i alt tre videnskabelige artikler baseret på det samme datasæt kommer forskerne med to forskellige bud på den rigtige tolkning, hvilket ifølge astrofysiker Giorgos Leloudas er ret mystisk. Han har ikke selv deltaget i arbejdet, men har læst de tre studier for Videnskab.dk.
»Men fakta er, at de her data er forbløffende. Det er blandt de bedste data nogensinde registreret,« siger Giorgos Leloudas, som er seniorforsker ved DTU Space.
Maximilian Stritzinger er hovedforfatter på et af de nye videnskabelige studier, som er udgivet i tidsskriftet Astrophysical Journal Letters, og medforfatter på et andet, som er udgivet i Astrophysical Journal.
Han og hans del af forskergruppen argumenterer for, at de nye observationer peger i retning af, at der faktisk findes flere forskellige slags Ia’er.
ASASSN-18bts udsendte et andet type lys, end forskerne havde forventet, forklarer Maximilian Stritzinger: Da supernovaen eksploderede, voksede dens lysstyrke først lineært, for derefter at vokse eksponentielt.
»Det var ikke det, vi havde forventet. Vi havde regnet med, at den ville vokse eksponentielt helt fra start. Det gjorde den først efter fire dage,« siger han.
Sammen med blandt andre astrofysiker Ben Shappee fra University of Hawaii argumenterer Maximilian Stritzinger for, at ASSASSN-18bt er en type supernova, der:
- Enten er skabt af en betydelig mængde radioaktivt materiale, der blandede sig fra midten af stjernen til yderlagene og forårsagede en eksplosion.
- Eller havde en ledsagerstjerne, som røg i luften takket være en hulens masse helium på dens overflade – og tog den hvide dværg med sig i samme hug. Denne forklaring kaldes ’dobbelt-detonerings-scenariet’.
Begge forklaringer har forskerne hidtil regnet for yderst usandsynlige. Og det er da heller ikke den samme forklaring, man får, hvis man kigger på det tredje videnskabelige studie.
… eller en tredje, mere klassisk tolkning
Forskerne bag det tredje studie argumenterer nemlig for, at dataene i højere grad bakker op om en mere traditionel teori for dannelsen af Ia’er:
I studiet, som også er udgivet i Astrophysical Journal Letters, skriver forskergruppen, at ASSASSN-18bt formentlig har haft en ‘almindelig’ stjerne, og altså ikke en hvid dværg, at stjæle stof fra, inden den eksploderede.
Det strider ikke imod ideen om, at der kan findes flere typer Ia’er, men det giver en anden forklaring af netop denne Ias mærkelige opførsel, skriver de.
Og netop denne forklaring var faktisk den oprindelige antagelse, da supernovaen i februar måned blev opdaget og bredt kendt i astrosamfundet, forklarer Giorgos Leloudas, som har læst de tre studier for Videnskab.dk.
Men, fortsætter han, i takt med, at dataene blev behandlet, er forskerne altså tilsyneladende landet på forskellige konklusioner.
»Shappee og Stritzinger er endt med at argumentere imod denne forklaring. De mener, at detaljerne i lysudviklingen passer bedre med deres alternative model. Jeg ved ikke helt, hvad jeg skal tro, for jeg har ikke siddet og nørdet med detaljerede modeller, som de har, men det er lidt af en gåde for mig, at de kan nå frem til noget forskelligt,« siger han.
Eksisterende modeller er utilstrækkelige
Giorgos Leloudas er umiddelbart mest tilbøjelig til at hælde til Stritzingers og Shappees forklaring, eftersom de har gjort sig den ulejlighed at sammenholde observationerne af ASSASSN-18bt med en lang række tidligere supernova-observationer af typen Ia, forklarer han.
Godt nok findes der ikke andre observationer, som er så tæt på Jorden og samtidig så klare, men Giorgos Leloudas mener, at de argumenterer fint for, at der findes flere slags Ia’er på baggrund af den tilgængelige viden på nuværende tidspunkt.
Og selvom de to forskergrupper hælder til forskellige forklaringer på ASASSN-18bts mærkelige opførsel, er de i bund og grund enige om essensen, fortæller Maximilian Stritzinger:
De eksisterende modeller er utilstrækkelige.
»Der findes i virkeligheden en række forskellige forklaringer på vores observationer. Det eneste, der er helt sikkert, er, at vi skal tilbage til tegnebrættet og kigge lidt nærmere på de eksisterende modeller, for der er noget, der ikke stemmer.«
\ Læs mere
TESS er klar til at tage over fra Kepler
Og selvom man umiddelbart kunne fristes til at tro, at afskeden med Kepler samtidig betød, at vi aldrig kommer til at se så fine observationer som den af ASASSN-18bt igen, er det langt fra tilfældet.
Keplers efterfølger, rumteleskopet TESS, er nemlig allerede i fuld vigør, og de første resultater er netop begyndt at strømme ind. Nu skal forskerne til at kigge på TESS’ data og lede efter flere tidlige supernovaeksplosioner.
Jo flere observationer, jo bedre kan modellerne tilpasses og forhåbentlig en dag give os et mere endeligt svar på, hvad der udløser den vigtigste supernovaeksplosion i universet.
»Det vigtigste er, at vi går meget forsigtigt til analyserne af denne type data, så vi ikke får lagt os fast på en forklaring, som ikke er korrekt. Det kan være meget svært at komme af med forkerte teorier igen,« slutter Maximilian Stritzinger.
\ Kilder
- Maximilian Stritzingers profil (AU)
- Giorgos Leloudas’ profil (DTU Space)
- Ben Shappees profil (University of Hawaii)
- Johan Fynbos profil (KU)
- “Red versus Blue: Early Observations of ThermonuclearSupernovae Reveal Two Distinct Populations?”, Astrophysical Journal Letters (2018), DOI: 10.3847
- “Seeing Double: ASASSN-18bt Exhibits a Two-Component Rise in the Early-Time K2 Light Curve”, Astrophysical Journal (2018)
- “K2 Observations of SN 2018oh Reveal a Two-Component Rising Light Curve for a Type Ia Supernova”, Astrophysical Journal Letters (2018)
\ Sådan blev de nye observationer lavet
I sin levetid observerede Kepler konstant ét enkelt stykke af himlen og tog billeder af høj kvalitet hvert 30. minut.
Det er denne meget høje tidsopløsning, der har gjort det muligt for forskerne at observere de tidligste timer af af supernovaeksplosionen, som har fået det mundrette navn ASSASSN-18bt.
Det var dog ikke Kepler selv, men teleskopnetværket ASAS-SN, som oprindeligt opdagede eksplosionen. ASAS-SN står for All-Sky Automated Survey for Supernovae og er et program, som fotograferer hele himlen dagligt for at finde nye supernovaer.
Forskerne vidste heldigvis, at Kepler-teleskopet netop på det tidspunkt var i færd med at tage billeder af lige nøjagtigt det udsnit af himlen, som supernovaen befandt sig i.
Kombinationen af flere forskellige teleskoper har givet de ekstraordinært flotte, nye observationer.
Læs også: Rumteleskop går på pension: Her er Keplers største bedrifter
