Teori: Rekordlysende supernova kan stamme fra to stjerner

Hvis du er vild med kosmiske rekorder har vi en super nyhed til dig:

Internationale forskere har opdaget en ‘superlysende supernova’, som lyser kraftigere end alle andre supernovaer, vi kender.

(Hvis du ikke kender nogen supernova, skal vi måske lige forklare, at en supernova er en kraftig eksplosion fra en døende stjerne. Når en supernova lyser supermeget, er der tale om en 'superlysende supernova'. Mere præcist skal den lyse mere end 10 gange kraftigere end en standard-supernova for at gøre sig fortjent til at være en superlysende supernova.)

Den nyopdagede superlysende supernova har fået navnet SN2016aps. Mandag blev den beskrevet i det videnskabelige tidsskrift Nature Astronomy, og siden da er den superlysende supernova allerede blevet en superstjerne med omtale i medier som CNN, Fox News, The Times, Daily Mail, Politiken, Ekstra Bladet, Berlingske og en lang række andre medier.

»SN2016aps er spektakulær på flere måder. Ikke alene lyser den kraftigere end nogen anden supernova, vi nogensinde har set. Den har også flere andre egenskaber, som gør den sjælden i forhold til andre eksploderende stjerner i universet,« siger professor Edo Berger i en pressemeddelelse fra Center for Astrofysik på Harvard University i USA, som er blevet flittigt citeret i internationale medier.

Wow! En dronning

I en pressemeddelelse fra Københavns Universitet har den kosmiske rekordsætter også fået superflotte ord med på vejen, og SN2016aps bliver blandt andet omtalt som »dronningen af alle supernovaer.«

»Vi har aldrig oplevet en supernova, der lyser så kraftigt. Derudover lyste den hele 600 dage, hvor en 'normal' supernova lyser mellem 10 og 100 dage, før den brænder helt ud,« siger Alejandro Vigna-Gómez, der er postdoc på Dark Cosmology Center på Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet og medforfatter på det nye studie.

Andre superstjerner

Det er langt fra første gang, at en døende stjerne får stor medieomtale og bliver udnævnt til den nye superstar indenfor superlysende supernovaer.

I 2015 blev objektet ASASSN-15lh eksempelvis udnævnt til rekordsætter som den mest lysende supernova nogensinde, men senere såede et forskerhold dog alvorligt tvivl om, hvorvidt der overhovedet var tale om en supernova - det kan du læse meget mere om i artiklen Derfor lyste stjerne pludselig som mange milliarder sole.

»Det sker med jævne mellemrum, at forskere påstår, at nu har de fundet den mest lysende supernova nogensinde, så det er ikke særlig unikt at slå rekorden. Men jeg synes alligevel, at det ser ret overbevisende ud denne gang,« siger supernovaforsker Giorgos Leloudas, som i sin tid var med til at modbevise, at ASASSN-15lh var en supernova, men ikke har været en del af det nye studie.

Hvorfor er SN2016aps så lysende?

For Giorgos Leloudas er det interessante spørgsmål ikke, hvorvidt SN2016aps er rekordsætter eller ej, men snarere, hvorfor i alverden den eksploderende stjerne lyser så supermeget.

»Det interessante er, at denne stjerneeksplosion har produceret en masse energi. Så meget energi, at vi formentlig aldrig har målt den samme eksplosionskraft i andre supernovaer. Og denne her energi er altså blevet omdannet til lyset, som vi kan se fra supernovaen,« forklarer Giorgos Leloudas, som er seniorforsker ved DTU Space på Danmarks Tekniske Universitet.

For at kunne skabe så voldsom en eksplosion er der nødt til at være tale om en virkelig stor stjerne.

I studiet regner forskerne sig frem til, at stjernen bag SN2016aps må have haft en masse (i daglig tale vægt), som er mindst 50-70 - måske endda over 150 - gange større end massen af vores nærmeste stjerne, Solen.

LÆS OGSÅ: For første gang nogensinde har forskere måske været vidner til fødslen af et sort hul

Et sammenstød af stjernelag

Alene det at være en stor stjerne er imidlertid ikke nok til at sikre sig en superlysende og rekordsættende død.

Forskerne mener, at stjernen før sin død havde skilt sig af med sine yderste lag, så de nærmest lå som et skjold rundt om stjernens inderste lag og kernen.

»Da stjernens inderste lag eksploderede, blev alt materialet skudt ud fra stjernen - det vil sige, at der opstod en masse kinetisk energi (bevægelsesenergi, red.), da materialet fløj ud til alle sider. Da materialet stødte sammen med stjernens yderste lag, blev den kinetiske energi omdannet til lysenergi. Så det er på grund af det voldsomme sammenstød mellem stjernens inderste og yderste lag, at supernovaen lyser så meget,« forklarer Giorgos Leloudas, som mener at denne teori fra studiet er god og plausibel.

En skizofren fortid

Et andet interessant aspekt ved SN2016aps er, at forskerne kan se usædvanligt meget brint i den eksploderende stjerne.

»Normalt vil vi ikke forvente, at den slags store stjerner indeholder brint i slutningen af deres levetid. Det plejer at være blæst væk med noget, vi kalder stjernevind. Mindre stjerner er imidlertid bedre til at holde på deres brint igennem lang tid. Helt indtil deres død,« forklarer Alejandro Vigna-Gómez til Videnskab.dk

Det høje niveau af brint i SN2016aps har fået forskerne til at fremsætte en teori om, at superstjerne-supernovaen måske kan have en fortid med en lidt skizofren karakter: Måske bestod den engang af to mindre stjerner.

»Vi tror, at der måske kan være tale om to mindre stjerner, som engang har kredset om hinanden, men er endt med at støde sammen og blive til én stjerne. Det vil kunne forklare, hvorfor vi ser så meget brint i supernovaen,« forklarer Alejandro Vigna-Gómez.

LÆS OGSÅ: Danskere afslører: De tungeste grundstoffer stammer fra neutronstjerners sammenstød

Plausibel teori

Teorien stammer fra et studie, som Alejandro Vigna-Gómez publicerede i 2019, og som han har arbejdet på igennem sin ph.d.-afhandling.

Ved hjælp af computersimuleringer har han boret i supernovaers fortid og fundet frem til den mulige forklaring på, hvorfor visse supernovaer såsom SN2016aps i sjældne kan indeholde usædvanligt høje niveauer af brint.

»Det er en rigtig interessant teori, og det virker plausibelt, at der engang har været tale om to stjerner. Det vil kunne forklare, hvorfor der er så meget brint. Men det er meget svært at bevise, at teorien er rigtig,« siger Giorgos Leloudas.

Han påpeger, at alt, hvad vi ved om SN2016aps - om dens fortid, størrelse og energi - bygger på observationer af lyspartikler (også kaldet fotoner), som har rejst milliarder af kilometer igennem universet, før de bliver opfanget af forskernes teleskoper.

Usikker viden

»Vi har kun viden om fotonerne og stjernens grundstoffer. Resten af historien om stjernen skal vi rekonstruere ud fra matematik og computermodeller. Men sådan er det med alle supernovaer. Det er højenergifysik, så det er praktisk talt umuligt at efterprøve med eksperimenter i laboratoriet,« siger Giorgos Leloudas.

Det var forskere fra Harvard, University of Birmingham, Northwestern University og Ohio University, som i første gang opdagede SN2016aps tilbage i 2016.

Opdagelsen blev i første omgang gjort med Pan-STARRS-teleskopet, som står på Hawaii, og senere blev der fulgt op med observationer fra blandt andre rumteleskopet Hubble.

LÆS OGSÅ: Superhovsa: Betelgeuse er ikke i gang med at eksplodere i supernova

LÆS OGSÅ: Når stjerner dør, bliver alt andet født