Hubble finnur fjarlægustu sprengistjörnu af gerð Ia sem sést hefur

Sævar Helgi Bragason 04. apr. 2013 Fréttir

Hubble geimsjónauki NASA og ESA hefur slegið metið í leitinni að fjarlægustu sprengistjörnu af þeirri gerð sem notuð er til að mæla fjarlægðir í geimnum

  • sprengistjarna, vetrarbraut, hýsilvetrarbraut, sprengistjarna af gerð Ia

Hubble geimsjónauki NASA og ESA hefur slegið metið í leitinni að fjarlægustu sprengistjörnu af þeirri gerð sem notuð er til að mæla fjarlægðir í geimnum. Stjarnan sprak fyrir rúmum 10 milljörðum ára (rauðvik 1,914), á mótunarárum alheims þegar stjörnur mynduðust mjög ört.

Sprengistjarnan SN UDS 10Wil [1] tilheyrir sérstökum flokki sprengistjarna, gerð Ia. Þessi björtu fyrirbæri eru stjörnufræðingum dýrmæt því þau má nota til að mæla fjarlægðir í geimnum. Þannig veita þær líka vísbendingar um eðli hulduorkunnar, dularfulla kraftsins sem veldur auknum útþensluhraða alheims.

„Nýi methafinn opnar glugga út í árdaga alheimsins og veitir okkur nýja og mikilvæga innsýn í það, hvernig þessar sprengistjörnur verða til,“ sagði stjörnufræðingurinn David O. Jones við Johns Hopkins háskólann í Baltimore í Bandaríkjunum, aðalhöfundur greinar um uppgötvunina. „Með hjálpa stjarna frá þessu tímabili í sögu alheimsins getum við prófað kenningar um hve áreiðanlegar þessar sprengistjörnur eru til að skilja þróun alheimsins og útþenslu hans.“

Hvað það er sem veldur því að stjörnurnar springa er eitt af því sem menn greinir á um varðandi sprengistjörnur af gerð Ia. Þessi fjarlæga sprengistjarna rennir stoðum undir þá kenningu að um sé að ræða samruna tveggja útbrunnina stjarna — lítilla, daufra og þéttra stjarna sem kallast hvítir dvergar, lokastigið í þróun stjarna á borð við sólina okkar.

Uppgötvunin var gerð í þriggja ára rannsóknarverkefni með Hubble sem hófst árið 2010 og nefnist CANDELS+CLASH Supernova Project [2]. Markmið þess er að skrásetja fjarlægar sprengistjörnur af gerð Ia til að ákvarða fjarlægðir þeirra og kanna hvort hegðun þeirra hefði breyst á þeim 13,8 milljörðum ára sem liðin eru frá Miklahvelli.

Hingað til hafa yfir 100 sprengistjörnur af öllum gerðum, sem sprungu fyrir 2,4 til 10 milljörðum ára, fundist í CANDELS+CLASH verkefninu. Af þeim eru átta sprengistjörnur af gerð Ia sem sprungu fyrir meira en 9 milljörðum ára — þar á meðal þessi nýi methafi. Þótt sprengistjarna sé aðeins 4% eldri en fyrri methafi (rauðvik 1,7), færist fjarlægðin rúmlega 350 milljónir ára aftur í tímann.

Stjörnufræðingar fundu sprengistjörnuna með því að taka margar nær-innrauðar ljósmyndir með 50 daga millibili yfir þriggja ára tímabil í leit að daufum bjarma sprengistjarnanna. Þegar SN UDS10Wil fannst árið 2010 notuðu stjörnufræðingar litrófsritann á Wide Field Imager 3 í Hubble og Very Large Telescope ESO til að staðfesta fjarlægð sprengistjörnunnar og finna út hvort stjarnan væri af gerð Ia.

Mikilvægt er að finna nýjar, fjarlægar sprengistjörnur til að mæla útþensluhraða alheimsins vegna hulduorku [3]. „Þessar nýju niðurstöður eru virkilega spennandi skref fram á við í rannsóknum okkar á sprengistjörnum í hinum fjarlæga alheimi,“ segir Jens Hjorth, stjörnufræðingur við Dark Cosmology Center í Niels Bohr stofnun Kaupmannahafnarháskóla. „Við getum byrjað að rannsaka og skilja stjörnurnar sem ollu þessum miklu sprengingum.“

Niðurstöður vísindamanna benda til að dregið hafi snarlega úr tíðni sprengistjarna af gerð Ia fyrir 7,5 til rúmlega 10 milljörðum ára. Það, auk uppgötvanna á sprengistjörnum af gerð Ia snemma í sögu alheimsins, bendir til að rekja megi þessa gerð sprengistjarna til samruna hvítra dverga.

Mikilvægt er að vita hvað veldur sprengistjörnum af gerð Ia því það mun einnig sýna hversu hratt alheimurinn auðgaðist af þungum frumefnum á borð við járn. Í þessum sprengistjörnum verður til um helmingur alls járns í alheiminum; hráefnið í reikistjörnur og líf.

Niðurstöðurnar eru birtar 10. maí 2013 í The Astrophysical Journal.

Skýringar

[1] Skráarheiti sprengistjörnunnar í CANDEL+CLASH verkefninu er SN UDS10Wil.

[2] Í verkefninu var leitað að sprengistjörnum í nær-innrauðu ljósi og fjarlægðir til þeirra staðfestar með litrófsgreiningu. Leitin að sprengistjörnunum byggir á tveimur stórum verkefnum Hubblessjónaukans sem ganga út á rannsóknir á fjarlægum vetrarbrautum og vetrarbrautaþyrpingum: Cosmic Assembly Near-Infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) og Cluster Lensing and Supernova Survey with Hubble (CLASH).

[3] Frá því snemma á 20. öld hafa menn vitað að fjarlægar vetrarbrautir virðast fjarlægast okkur með hraða sem er í hlutfalli við fjarlægðir þeirra (því fjarlægari sem vetrarbraut er, því hraðar fjarlægist hún). Edwin Hubble og Georges Lemaître drógu fyrstir þá ályktun að þetta þýddi að alheimurinn væri að þenjast út. Árið 2011 hlutu stjörnufræðingarnir Adam Riess, Saul Perlmutter og Brian Schmidt Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði fyrir að sýna fram á, með hjálp sprengistjarna af gerð Ia, að útþenslan er að aukast. Þessi aukna útþensla er rakin til hulduorku en eðli hennar er óþekkt.

Frekari upplýsingar

Hubblessjónaukinn er alþjóðlegt samstarfsverkefni NASA og ESA.

Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „The Discovery of the Most Distant Known Type Ia Supernova at Redshift 1.914“ sem birtist 10. maí 2013 í The Astrophysical Journal.

Tenglar

Tengiliður

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Sími: 896-1984
Email: saevar@stjornuskodun.is

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESA/Hubble heic1306

Tengdar myndir

  • sprengistjarna, vetrarbraut, sprengistjarna af gerð IaFjarlægasta sprengistjarna af gerð Ia sem sést hefur hingað til. Stjarnan sprakk fyrir rúmum 10 milljörðum ára (rauðvik 1,914). Stjarnan fannst í desember 2010 og var hún nefnd SN UDS10Wil. Kassinn á efstu myndinni sýnir hýsilvetrarbraut sprengistjörnunnar. Litlu kassarnir undir sýna hvernig stjörnufræðingar fundu sprengistjörnuna. Fyrsta myndin (lengst til vinstri) var tekin ári áður en stjarnan sprakk. Miðmyndin sýnir sprengistjörnuna í vetrarbrautinni. Til að sjá ljósið frá sprengistjörnunni sjálfri þurftu stjörnufræðingar að draga fyrri myndina frá þeirri yngri og sést niðurstaðan á þriðju myndinni. Mynd: NASA, ESA, A. Riess (STScI og JHU) og D. Jones og S. Rodney (JHU)
  • sprengistjarna, vetrarbraut, sprengistjarna gerð iaFjarlægasta sprengistjarna af gerð Ia sem sést hefur hingað til. Stjarnan sprakk fyrir rúmum 10 milljörðum ára (rauðvik 1,914). Stjarnan fannst í desember 2010 og var hún nefnd SN UDS10Wil. Hér sést svæðið í kringum sprengistjörnuna en sjálf sés hún á innfelldu myndinni í hýsilvetrarbraut sinni. Mynd: NASA, ESA og Z. Levay (STScI)