Stjarna springur og verður úthverf

Sævar Helgi Bragason 29. mar. 2012 Fréttir

Ný rannsókn á röntgengeislun frá leifum sprunginnar stjörnu bendir til að stjarnan hafi orðið úthverf um leið og hún sprakk í tætlur.

  • Cassiopeia A, Cas A, sprengistjörnuleif

Ný rannsókn á röntgengeislun frá leifum sprunginnar stjörnu bendir til að stjarnan hafi orðið úthverf um leið og hún sprakk í tætlur. Stjörnufræðingar gerðu mælingar á sprengistjörnuleifinni Cassiopeia A (Cas A) í langan tíma og kortlögðu dreifingu ólíkra frumefna í leifunum. Upplýsingarnar sýna hvar mismunandi lög úr stjörnunni, áður en hún sprakk, eru staðsett, þrjú hundruð árum eftir sprenginguna en veita okkur líka innsýn í eðli sprengistjörnunnar.

Á myndinni vinstra megin er einfalt líkan af innri lögum stjörnunnar sem myndaði Cas A skömmu áður en hún sprakk. Mismunandi frumefni eru táknuð með mismunandi litum. Í kjarnanum er járn (blátt), þar fyrir ofan brennisteinn og kísill (grænt) og svo magnesíum, neon og súrefni (rautt).

Hægra megin er mynd sem Chandra röntgengeimsjónauki NASA tók. Hún er í sama litakerfi og sýnir dreifingu járns, brennisteins og magnesíums í sprengistjörnuleifunum. Mælingarnar sýna að dreifing brennisteins og kísils er svipuð, sem og dreifing magnesíums og neons. Erfitt er að greina súrefni, jafnvel þótt það sé, samkvæmt kennilegum líkönum, algengasta frumefnið í leifunum. Ástæðan er sú að gasið í Cas A gleypir röntgengeislunina frá súrefninu að miklu leyti en líka vegna þess að súrefnisjónirnar hafa misst næstum allar rafeindir sínar burt.

Þegar skýringarmyndin og frumefnakort Chandra eru borin saman kemur í ljós að járnið, sem var upphaflega innst í stjörnunni, er nú við ytri brún leifanna. Það kemur sömuleiðis mjög á óvart að engar vísbendingar finnast í röntgenmælingum Chandra og innrauðum mælingum Spitzer geimsjónaukans um járn í miðju leifanna, þar sem það myndaðist. Stór hluti kísilsins, brennisteinsins og magnesíumsins er líka við ytri brún leifanna og þjóta á ógnarhraða út í geiminn. Frumefnadreifingin bendir til þess að sprengingin hafi verið mjög óstöðug og hún hafi einhvern veginn gert stjörnuna úthverfa.

Hér er um að ræða nákvæmustu rannsókn sem gerð hefur verið af sprengistjörnuleif í röntgengeislun hingað til en mælingar stóðu yfir í milljón sekúndur.

Stjörnufræðingar áætla að heildarmassi þess efnis í leifunum sem gefur frá sér röntgengeislun, sé þrisvar sinnum meiri en sólin. Í leifunum eru 0,13 sólmassar af járni, 0,03 af brennisteini og aðeins 0,01 af magnesíumi.

Stjörnufræðingarnir fundu líka kekki úr næstum hreinu járni í leifunum. Það bendir til að efnið hafi orðið til við kjarnasamruna nálægt miðju stjörnunnar, áður en hún sprakk, þar sem nifteinastjarnan myndaðist síðar meir. Það kemur ekki á óvart því myndun geislavirkra títan-44 kjarna eða Ti-44 er annað merki um samskonar kjarnasamruna. Ti-44 er óstöðugt með 63 ára helmingunartíma og hafa nokkur háorkugervitungl eins og Compton Gamma Ray Observatory, BeppoSAX og International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL) greint útgeislun þess í Cas A.

Greint var frá þessum niðurstöðum í grein eftir Una Hwang við Goddard Space Flight Center og Johns Hopkins University og (John) Martin Laming við Naval Research Laboratory í tímaritinu Astrophysical Journal sem kom út 20. febrúar 2012.

Tengiliður

Sævar Helgi Bragason
Háskóla Íslands
Sími: 896-1984
Tölvupóstur: saevar@stjornuskodun.is

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu Chandra cha120314

Tengdar myndir

  • Cassiopeia A, Cas A, sprengistjörnuleifTil vinstri er líkan af innviðum stjörnunnar sem sprakk og myndaði sprengistjörnuleifina Cassiopeia A sem sést hægra megin á mynd Chandra röntgengeimsjónauka NASA. Litirnir tákna mismunandi frumefni og sýna dreifingu þeirra í leifunum. Gögnin sýna að brennisteinn og kísill dreifast á svipaðan hátt, sem og magnesíum og neon. Mynd: NASA/CXC/M. Weiss/GSFC/U.Hwang & J.Laming

Krakkavæn útgáfa