Stjörnusprenging í þrívídd

Sprengistjarnan 1987A hefur verið sannkölluð veisla fyrir stjörnufræðinga (eso8711 og eso0708). Í henni greindu menn í fyrsta sinn fiseindir sem streymdu frá stjörnunni þegar kjarni hennar hrundi saman. Mönnum tókst að staðsetja stjörnuna á myndum sem teknar voru áður en hún sprakk. Athuganir sýndu líka merki þess að sprengingin hafi verið ósamhverf. Í efninu frá stjörnunni mældu menn geislavirk frumefni sem mynduðust við sprenginguna, gerðu athuganir á myndun ryks í henni og greindu efnið sem umlék stjörnuna og miðgeiminn (eso0708).  

Athuganirnar voru gerðar með SINFONI litrófsritanum [1] í Very Large Telescope ESO. Þær hafa aflað mönnum enn dýpri þekkingar á þessum atburði en stjörnufræðingar hafa nú í fyrsta sinn útbúið þrívíða mynd af miðhluta sprengingarinnar.

Myndin sýnir að sprengingin var öflugri og hraðari í ákveðnar stefnur, svo efnisskýið sem sprengingin skildi eftir sig var mjög óreglulegt. Sumir angar þess teygja sig lengra út í geiminn en aðrir.

Fyrsta efnið sem þeyttist út í geiminn af völdum sprengingarinnar ferðaðist á um 100 milljón km hraða á klukkustund, um tíunda hluta úr ljóshraða eða 100.000 sinnum hraðar en farþegaþota. Áður en stjarnan sprakk sendi hún frá sér mikið gas- og ryk. Fyrsta efnið sem stjarnan sendi frá sér var um 10 ár að ná til þessa gass og ryks. Myndirnar sýna aðra efnisbylgju, tífalt hægari, sem glóir vegna geislavirku efnanna sem mynduðust í sprengingunni.

„Við höfum staðfest hraðadreifingu innra efnisins úr sprengistjörnur 1987A“ segir Karina Kjær, aðalhöfundur greinar um rannsóknina. „Við þekkjum ekki í smáatriðum hvernig stjarna springur en saga sprengingarinnar er skráð í þetta innra efni. Við sjáum að efnið kastaðist ekki í allar áttir, heldur virðist það stefnuhneigt. Auk þess er stefnan ólík því sem við bjuggumst við út frá staðsetningu efnishringsins.“

Nýjustu tölvuútreikningar á hegðun sprengistjarna spá fyrir um ósamhverfa hegðun sem þessa og sýna óstöðugleika á stórum kvarða þegar þær springa. Niðurstöður mælinganna eru þar af leiðandi fyrsta beina staðfestingin á útreikningunum.

SINFONI er einstakt mælitæki en með því náðu stjörnufræðingar þeim smáatriðum sem þeir byggja niðurstöður sínar á. Með aðlögunarsjóntækni var dregið úr áhrifum lofthjúps jarðar á mælingarnar og með lagskiptri rófmælingu (integral field spectroscopy) gátu stjörnufræðingar rannsakað nokkra hluta miðju sprengistjörnunnar samtímis. Þannig var hægt að draga upp þrívíða mynd af sprengingunni.

„Með lagskiptri rófmælingu fáum við upplýsingar um eðli og hraða gassins“ segir Kjær. „Þetta þýðir að við getum mælt sjónlínuhraðann auk þess að ná venjulegri mynd. Tíminn sem liðinn er frá sprengingunni er þekktur og þess vegna getum við umbreytt þessum hraða yfir í vegalengd. Það gefur okkur mynd af innra efninu séð framan á og frá hlið.“

Í rannsóknarhópnum starfa Karina Kjær (Queen's University í Belfast), Bruno Leibundgut og Jason Spyromilio (ESO) og Claes Fransson og Anders Jerkstrand (Stokkhólmsháskóla í Svíþjóð).

ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 14 landa: Austurríkis, Belgíu, 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 VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.