Nýjar vísbendingar um hinn dularfulla uppruna geimgeisla

VLT rannsakar leifar stjörnu sem sást springa á miðöldum

Sævar Helgi Bragason 13. feb. 2013 Fréttir

Nýjar mælingar VLT sjónauka ESO á þúsund ára gamalli sprengistjörnuleif kunna að varpa ljósi á uppruna geimgeisla

  • SN 1006, sprengistjörnuleif

Nýjar og mjög nákvæmar mælingar Very Large Telescope (VLT) ESO af þúsund ára gamalli sprengistjörnuleif, hafa leitt fram vísbendingar um uppruna geimgeisla. Í fyrsta sinn benda mælingar til þess, að í sprengistjörnuleifinni séu hraðfleygar agnir sem gætu verið undanfarar geimgeisla. Niðurstöðurnar eru birtar í tímaritinu Science sem kom út þann 14. febrúar 2013.

Margar heimildir víða um heim herma, að árið 1006 hafi ný stjarna birst á himninum yfir suðurhveli jarðar. Stjarnan var miklu skærari en reikistjarnan Venus og gæti jafnvel hafa nálgast birtu tunglsins. Svo björt varð hún, að hún varpaði skuggum á næturnar og var sýnileg um hábjartan dag. Stjörnufræðingar hafa nýlega staðsett þessa sprengistjörnu og gefið henni nafnið SN 1006. Þeir hafa líka fundið glóandi efnishring sem er að þenjast út á sömu slóðum í stjörnumerkinu Úlfinum sem kemur heim og saman við leifar mikillar sprengingar.

Menn hefur lengi grunað að sprengistjörnuleifar sem þessar gætu verið upprunastaðir geimgeisla — mjög orkuríkra agna sem eiga rætur að rekja utan sólkerfisins og ferðast á nærri ljóshraða. Allt þar til nú voru ferlin á bak við myndun þeirra hins vegar ókunn.

Hópur stjörnufræðinga undir forystu Sladjana Nikolić (Max PLanck Institute for Astronomy í Heidelberg í Þýskalandi [1]) notaði VIMOS mælitækið á VLT til að skoða þessa þúsund ára gömlu sprengistjörnuleif í meiri smáatriðum en nokkru sinni fyrr. Þau vildu kanna hvað gerist þegar hraðskreitt efni frá sprengistjörnunni plægir sig í gegnum kyrrstæða miðgeimsefnið — höggbylgjuna. Háhraða útþensla höggbylgjunnar minnir um margt á hljóðhöggið sem verður til þegar hljóðfrá flugvél klýfur hljóðmúrinn og er því náttúrulegur kandídat fyrir geimagnahraðal.

Í fyrsta sinn tókst stjörnufræðingum ekki aðeins að afla upplýsinga um efnið í höggbylgjunni á einum stað, heldur að draga upp kort af eiginleikum gassins og hvernig þeir breytast í höggbylgjunni. Þetta hefur veitt mikilvægar vísbendingar um lausn ráðgátunnar.

Niðurstöðurnar komu á óvart — þær benda til þess að í gasinu á höggbylgjusvæðinu sé mikið af mjög hraðfleygum róteindum [2]. Þótt þær séu ekki háorku-geimgeislarnir sem svo mjög er leitað að, gætu þær verið „fræin“ sem síðan víxlverka við höggbylgjuna og ná þá upp háorkunni sem þarf til að þjóta út í geiminn sem geimgeislar.

„Þetta er í fyrsta sinn sem okkur hefur tekist að skoða nákvæmlega það sem er að gerast í og við höggbylgju frá sprengistjörnu. Við fundum merki um svæði sem hitnar á sama hátt og búast mætti við ef róteindir bæru með sér orkuna út á við beint fyrir aftan höggbylgjuna,“ útskýrir Nikolić.

Þessi rannsókn er sú fyrsta þar sem notast er við heildarsviðs-litrófsrita [3] til að kanna eiginleika höggbylgna sprengistjörnuleifa í slíkum smáatriðum. Stjörnufræðingarnir hafa hug á að nota þessa sömu aðferð til að kanna aðrar leifar.

„Þessi nýstárlega nálgun gæti vel verið lykillinn að því að leysa þá ráðgátu hvernig geimgeislar verða til í sprengistjörnuleifum,“ segir Glenn van de Ven við Max Planc Insitute for Astronomy og meðhöfundur greinarinnar að lokum.

Skýringar

[1] Þessi nýju sönnunargögn komu fram við greiningu Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy) á gögnum sem eru hluti af doktorsverkefni hennar við Heidelberg háskóla.

[2] Þessar róteindir eru hitafrár því þær ferðast miklu hraðar en búast mætti við út frá hitastigi efnisins.

[3] Þetta fæst fæst með því að nýta það sem kallast heildarsviðseining í VIMOS. Þá er ljósi sem hver myndeining fangar skipt upp í grunnliti sína og litróf hvers og eins skráð. Síðan er hægt að greina hvert litróf fyrir sig og kortleggja bæði hraða og efnaeiginleika allra hluta fyrirbærisins.

Frekari upplýsingar

Þessi rannsókn var kynnt í greininni „An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006“ sem birtist í tímaritinu Science þann 14. febrúar 2013.

Í rannsóknarteyminu eru Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) í Heidelberg í Þýskalandi), Glenn van de Ven (MPIA), Kevin Heng (University of Bern, Switzerland), Daniel Kupko (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam [AIP] í Potsdam í Þýskalandi), Bernd Husemann (AIP), John C. Raymond (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics í Cambridge í Bandaríkjunum), John P. Hughes (Rutgers University í Piscataway í Bandaríkjunum), Jesús Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias í La Laguna á Spáni).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1308.

Tengdar myndir

  • SN 1006, sprengistjörnuleifMyndin vinstra megin sýnir sprengistjörnuleifina SN 1006 í heild sinni í útvarpsgeislun (rautt), röntgengeislun (blátt) og sýnilegu ljósi (gult). Næsta mynd þar á eftir, sem samsvarar litla ferningnum á myndinni vinstra megin, er nærmynd Hubble geimsjónauka NASA og ESA af örþunnu höggbylgjusvæði þar sem efnið frá sprengistjörnunni er að rekast á miðgeimsefni. Þriðja myndin sýnir hvernig heildarsviðseiningin í VIMOS mælitækinu skiptir myndinni upp í mörg lítil svæði en ljósið frá hverju og einu er klofið í litróf. Þegar þessi litróf eru rannsökuð er hægt að draga upp kort af eiginleikum fyrirbærisins. Dæmið sem sést til hægri er kort af einum eiginleika gassins (breidd litrófslínunnar) sem er óvenju breytileg og bendir til þess, auk annars, að þar sé að finna mjög hraðskreiðar róteindir. Mynd: ESO, Radio: NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/Dyer, Maddalena & Cornwell, X-ray: Chandra X-ray Observatory; NASA/CXC/Rutgers/G. Cassam-Chenaï, J. Hughes et al., Visible light: 0.9-metre Curtis Schmidt optical telescope; NOAO/AURA/NSF/CTIO/Middlebury College/F. Winkler and Digitized Sky Survey.
  • SN 1006, sprengistjörnuleifÞessi glæsilega mynd var búin til úr gögnum sem mismunandi sjónaukar í geimnum og á jörðu niðri öfluðu. Á henni sést þúsund ára gömul leif sprengistjörnunnar SN 1006 í útvarpsgeislun (rautt), röntgengeislun (blátt) og sýnilegu ljósi (gult). Mynd: Sama og að ofan
  • SN 1006, sprengistjörnuleifÞessi mynd var sett saman úr myndum Advanced Camera for Surveys sem teknar voru í febrúar 2006 af vetni og Wide Field Planetary Camera 2 í bláu, gul-grænu og nær-innrauðu ljósi í febrúar 2008. Sprengistjörnuleifin sést aðeins í gegnum vetnissíuna og var gerð rauðleit á þessari litmynd. Mynd: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA). Acknowledgment: W. Blair (Johns Hopkins University)