Para ilmuwan menemukan 'sesuatu yang luar biasa' di hati Supernova yang terkenal
Sekitar 11.300 tahun yang lalu, seorang bintang besar terhuyung -huyung di jurang pemusnahan. Itu berdenyut dengan energi saat mengeluarkan lapisan luarnya, menumpahkan bahan ke luar angkasa. Akhirnya itu meledak sebagai supernova, dan sisa -sisanya adalah salah satu sisa supernova (SNR) yang paling banyak dipelajari. Itu disebut Cassiopeia a (CAS A) dan pengamatan baru dengan Chandra X-Ray Telescope mengungkapkan lebih banyak detail tentang kematiannya.
Bintang progenitor Cas A memiliki antara 15 hingga 20 massa matahari, meskipun beberapa perkiraan berkisar setinggi 30 massa matahari. Itu kemungkinan seorang supergiant merah, meskipun ada perdebatan tentang sifatnya dan jalan yang diikuti untuk meledak sebagai supernova. Beberapa astrofisika berpikir itu mungkin a Bintang Wolf-Rayet.
Bagaimanapun, akhirnya meledak sebagai supernova inti-kolaps. Setelah membangun inti besi, bintang tidak bisa lagi menopang dirinya sendiri dan meledak. Cahaya dari kematian Cas A mencapai Bumi Sekitar tahun 1660 -an.
Tidak ada catatan definitif dari pengamat yang melihat ledakan supernova di langit, tetapi para astronom telah mempelajari CAS A SNR dengan sangat rinci di zaman modern dan di berbagai panjang gelombang.
Penelitian baru dalam The Astrophysical Journal menjelaskan temuan baru Chandra. Itu berjudul “Pencampuran bintang yang tidak homogen di jam -jam terakhir sebelum cassiopeia sebuah supernova“Penulis utama adalah Toshiki Sato dari Universitas Meiji di Jepang.
“Sepertinya setiap kali kita melihat dengan cermat data Chandra Cas A, kita belajar sesuatu yang baru dan menarik,” kata penulis utama Sato di a siaran pers. “Sekarang kami telah mengambil data sinar-X yang tak ternilai, menggabungkannya dengan model komputer yang kuat, dan menemukan sesuatu yang luar biasa.”
Salah satu masalah dengan mempelajari supernova adalah bahwa ledakan akhirnya adalah apa yang memicu pengamatan kami. Pemahaman terperinci tentang momen terakhir sebelum supernova meledak sulit diperoleh. “Dalam beberapa tahun terakhir, para ahli teori telah memberi banyak perhatian pada proses interior akhir dalam bintang-bintang besar, karena mereka dapat sangat penting untuk mengungkapkan mekanisme supernova yang digerakkan neutrino dan transien potensial lain dari keruntuhan bintang besar,” tulis para penulis dalam makalah mereka. “Namun, sangat sulit untuk mengamati secara langsung jam -jam terakhir dari bintang besar sebelum ledakan, karena itu adalah peristiwa supernova yang memicu dimulainya studi observasional yang intens.”
Keunggulan ke ledakan SN dari bintang masif melibatkan nukleosintesis dari unsur -unsur yang semakin berat lebih dalam ke interiornya. Lapisan permukaan adalah hidrogen, maka helium berikutnya, lalu karbon dan unsur yang lebih berat di bawah lapisan luar. Akhirnya, bintang menciptakan besi. Tetapi besi adalah penghalang untuk proses ini, karena sementara elemen yang lebih ringan melepaskan energi ketika mereka melebur, besi membutuhkan lebih banyak energi untuk menjalani fusi lebih lanjut. Besi menumpuk di inti, dan begitu inti mencapai sekitar 1,4 massa matahari, tidak ada cukup tekanan keluar untuk mencegah keruntuhan. Gravitasi menang, inti runtuh, dan bintang meledak.
Pengamatan Chandra, dikombinasikan dengan pemodelan, memberi para astrofisika pandangan di dalam bintang selama saat -saat terakhirnya sebelum runtuh.
“Penelitian kami menunjukkan bahwa tepat sebelum bintang di CAS yang runtuh, bagian dari lapisan dalam dengan sejumlah besar silikon melakukan perjalanan ke luar dan masuk ke lapisan tetangga dengan banyak neon,” kata rekan penulis Kai Matsunaga dari Universitas Kyoto di Jepang. “Ini adalah peristiwa kekerasan di mana penghalang antara kedua lapisan ini menghilang.”
Hasilnya dua kali lipat. Bahan yang kaya silikon melakukan perjalanan ke luar, sementara bahan yang kaya neon melakukan perjalanan ke dalam. Ini menciptakan pencampuran unsur -unsur yang tidak homogen, dan daerah -daerah kecil yang kaya akan silikon ditemukan di dekat daerah kecil yang kaya neon.
Ini adalah bagian dari apa yang oleh para peneliti disebut 'merger shell'. Mereka mengatakan ini adalah fase terakhir dari aktivitas bintang. Ini adalah pembakaran yang intens di mana cangkang pembakaran oksigen menelan karbon luar dan cangkang pembakaran neon jauh di dalam interior bintang. Ini terjadi hanya beberapa saat sebelum bintang meledak sebagai supernova. “Di lapisan konvektif kekerasan yang diciptakan oleh merger shell, NE, yang berlimpah di lapisan kaya-O, dibakar karena ditarik ke dalam, dan SI, yang disintesis di dalam, diangkut ke luar,” kata penulis dalam penelitian mereka.
Daerah kaya silikon dan kaya neon yang bercampur adalah bukti dari proses ini. Para penulis menjelaskan bahwa silikon dan neon tidak bercampur dengan elemen -elemen lain baik segera sebelum atau segera setelah ledakan. Meskipun model astrofisika telah meramalkan hal ini, itu belum pernah diamati sebelumnya. “Hasil kami memberikan bukti pengamatan pertama bahwa proses pembakaran bintang akhir dengan cepat mengubah struktur internal, meninggalkan asimetri pra-supernova,” jelas para peneliti dalam makalah mereka.
Selama beberapa dekade, ahli astrofisika berpikir bahwa ledakan SN bersifat simetris. Pengamatan awal mendukung gagasan itu, dan ide dasar di balik supernova inti-collapse juga mendukung simetri. Tetapi penelitian ini mengubah pemahaman mendasar tentang ledakan supernova sebagai asimetris. “Koeksistensi daerah ejecta kompak di kedua rezim” O-/NE-Rich “dan” O-/SI-Rich “menyiratkan bahwa merger tidak sepenuhnya menghomogenisasi lapisan kaya O sebelum runtuh, meninggalkan ketidakhomogeneritas komposisi multiskala dan bidang velocity asimetris,” para peneliti dalam kesimpulan mereka.
Asimetri ini juga dapat menjelaskan bagaimana bintang neutron tertinggal mendapatkan tendangan dan mengarah ke akselerasi mereka Bintang Neutron Kecepatan Tinggi.
Momen -momen terakhir dalam kehidupan supernova ini juga dapat memicu ledakan itu sendiri, menurut penulis. Turbulensi yang dibuat oleh kekacauan batin mungkin telah membantu ledakan bintang.
“Mungkin efek terpenting dari perubahan ini dalam struktur bintang ini adalah bahwa hal itu mungkin membantu memicu ledakan itu sendiri,” kata rekan penulis Hiroyuki Uchida juga dari Universitas Kyoto. “Aktivitas internal akhir dari bintang terakhir seperti itu dapat mengubah nasibnya – apakah itu akan bersinar sebagai supernova atau tidak.”
“Untuk waktu yang lama dalam sejarah astronomi, telah menjadi mimpi untuk mempelajari struktur internal bintang,” tulis para peneliti dalam kesimpulan makalah mereka. Penelitian ini telah memberi astrofisika sekilas tentang momen terakhir bintang nenek moyang sebelum ledakan. “Momen ini tidak hanya memiliki dampak yang signifikan pada nasib bintang, tetapi juga menciptakan ledakan supernova yang lebih asimetris,” mereka menyimpulkan.
Itu versi asli artikel ini diterbitkan di Alam semesta hari ini.
