Tähtitiede

Puuttuvat supernovat Linnunradalla

Puuttuvat supernovat Linnunradalla

Tähdet, joiden aurinkomassa on yli 8-16, menevät yleensä supernovaksi. Nämä ovat OB-tähtiä, joista 0,2% on tällä hetkellä galaksissamme. Mainitun tähden keskimääräinen elinikä on 10-40 miljoonaa vuotta. Joten 200 miljoonaa OB-tähteä ÷ 40 miljoonaa vuotta = 5 vuodessa. Se, kuinka monta supernovaa meidän pitäisi nähdä vuosittain yksin Galaxy. Joten miksi näemme vain keskimäärin yhden supernovan 50 vuoden välein?

En selvästikään harkitse jotain muuta tärkeää tässä. Mitä minulta puuttuu?


Tähtiä, jotka ovat yhtä massiivisia, on paljon vähemmän kuin 0,2% $ 8M_ odot $. On mahdollista, että olet sekoittanut sen tähtien prosenttiosuuteen syntynyt kanssa $ M> 8M_ odot $.

Asia on, että nämä massiiviset tähdet kuolevat hyvin nopeasti, mutta useimmat tähdet, ne, joilla on massa $ <1M_ odot $, ovat edelleen elossa. Joten nyt olemassa olevien massiivisten tähtien osuus on paljon alempi. ts. melkein kaikki koskaan syntyneet massiiviset tähdet ovat jo kuolleet, mutta melkein kaikki koskaan syntyneet pienimassaiset tähdet ovat edelleen elossa.

Tällä hetkellä supernovaprosentilla on merkitystä nykyinen massiivisten tähtien syntyvyys.

Tähtien nykyinen Linnunradan tähtien muodostumisnopeus on noin yksi aurinkomassa vuodessa. Tähtimassojen syntymäjakauma toimii, useimmat syntyneet tähdet ovat kunnossa 0,3 dollaria M_ odot $, mutta noin 0,2% on $> 8 M_ odot $, mikä tarkoittaa, että jos tarvitset numeroita, tarvitset noin 150 dollaria M_ odot $ tähtien syntymästä tuottamaan yksi massiivinen tähti - mikä tarkoittaa, että saat tyypin II (ytimen romahtaminen) supernovan 150 vuoden välein. Nämä luvut ovat epävarmoja kahden tekijän perusteella.

Toinen mielessä pidettävä tekijä on, että me älä "nähdä" supernovan 50 vuoden välein Linnunradalla. Tallennetussa historiassa se on enemmän kuin yksi 300 vuoden välein. Suurin osa supernoovista olisi kuitenkin ollut täysin piilossa maapallon tarkkailijan edessä pölystä galaktisella tasolla (missä tähtien muodostuminen tapahtuu). Täten Linnunradan todellinen nopeus saattaa olla lähempänä yhtä kuin 50 vuotta.

Lopuksi on huomattava, että osa näistä supernoovista johtuu räjähtävistä valkoisista kääpiöistä, ei massiivisten tähtien ytimen romahtamisesta. Täten yhden karkea määrä 150 vuoden välein on todennäköisesti yhdenmukainen historiallisten havaintotietojen kanssa.


Kosminen mysteeri syvenee: Oddball & # 8220See-through & # 8221 Galaxy & # 8217s Missing Dark Matter

Tämä Hubble-avaruusteleskoopin tilannekuva paljastaa epätavallisen & # 8220-läpikuultavan & # 8221 -galaksin. Jättiläinen kosminen puuvillapallo on niin hajanainen ja sen muinaiset tähdet ovat levinneet niin, että sen läpi näkyvät kaukana olevat galaksit taustalla. Erittäin diffuusioksi galaksiksi kutsuttu galaktinen pariton pallo on melkein yhtä leveä kuin Linnunrata, mutta se sisältää vain 1/200-osuuden tähtien lukumäärästä kuin galaksimme. Aavemaisella galaksilla ei näytä olevan havaittavaa keskialuetta, spiraalivarret tai levyä. Tutkijat laskivat tarkemman etäisyyden galaksiin, nimeltään NGC 1052-DF2 tai DF2, käyttämällä Hubblea havaitsemaan noin 5400 ikääntyvää punaista jättiläistähteä. Punaiset jättiläistähdet saavuttavat kaikki saman kirkkauden, joten ne ovat luotettavia mittareita etäisyyksien mittaamiseen galakseihin. Tutkimusryhmä arvioi, että DF2 on 72 miljoonan valovuoden päässä Maasta. Heidän mukaansa etäisyyden mittaus vahvistaa heidän väitteensä siitä, että DF2: sta puuttuu pimeä aine, näkymätön liima, joka muodostaa suurimman osan maailmankaikkeuden sisällöstä. Galaksi sisältää korkeintaan 1/400 osaa pimeää ainetta, jonka tähtitieteilijät olivat odottaneet. Havainnot tehtiin joulukuun 2020 ja maaliskuun 2021 välillä Hubble & # 8217s Advanced Camera for Surveys -sovelluksella. Luotto: Tiede: NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS) Kuvankäsittely: Alyssa Pagan (STScI)

Tarkka etäisyys Galaxy Bolstereihin, joista puuttuu pimeän aineen vaatimus

Entä jos merentutkijat löysivät jäävuoren & # 8220kärjen & # 8221: n eikä mitään muuta? Salaperäisesti puuttui jäävuoren valtava runko, joka ulottuu paljon aaltojen alle.

Tähtitieteilijät kohtasivat tämän pulman kohdatessaan Hubbleä pallomaiseen galaksiin NGC 1052-DF2 tai DF2. Se näyttää olevan intergalaktisen avaruuden koti, joka on lähinnä mitään, mutta on silti jotain. Se on fyysisesti suurempi kuin Linnunradamme, mutta sen löysä mehiläispesä tähtijoukko on niin hajallaan, että Hubble näkee sen läpi ja vangitsee lukemattomia taustagalakseja.

Puuttuva & # 8220 jäävuoren alaosa & # 8221 DF2: lle on pimeän aineen puute. Galaksit koostuvat osittain näkyvistä aineista - tähdistä ja kaasusta. Mutta suurin osa galaksin meikistä on pimeässä aineessa, näkymättömässä liimassa, joka pitää kannen tähdissä, joten ne eivät pääse galaksista.

Koska tämä vaaraton galaksi haastaa perinteiset teoriat siitä, miten galaksit kootaan, tähtitieteilijät olivat luonnollisesti skeptisiä, kun ensimmäisen kerran ilmoitettiin, että maailmankaikkeudessa oli tällainen sääntöjen rikkoja. Loppujen lopuksi koko kosmos on rakennettu näkymättömälle pimeän aineen telineelle.

Tarkistamaan johtopäätöksensä tutkijat käyttivät paljon enemmän Hubble-valotuksia parantaakseen etäisyyttä varkaaseen galaksiin. Jos DF2 olisi lähempänä kuin luulivat, pimeän aineen mysteeri häviää.

He todellisuudessa havaitsivat, että galaksi on hieman kauempana kuin mitattu. Tutkijoiden mukaan uusi kilometripiste auttaa heitä vahvistamaan, että pimeä aine puuttuu todella galaktisesta outosta pallosta. He sanovat, että teoreetikoiden on nyt selvitettävä miksi.


Kun NASA: n Hubble-avaruusteleskooppia käyttävät tähtitieteilijät paljastivat outoa pallogalaksia, joka näyttää siltä, ​​ettei siinä ole paljon pimeää ainetta, jotkut ajattelivat, että löydöstä oli vaikea uskoa, ja etsivät yksinkertaisempaa selitystä. Pimeä aine on loppujen lopuksi näkymätön liima, joka muodostaa suurimman osan maailmankaikkeuden sisällöstä. Itse asiassa se hallitsee kaikkia galakseja, galaksien uskotaan muodostavan valtavia pimeän aineen haloja. Joten galaksin löytäminen, josta puuttuu näkymättömiä esineitä, on poikkeuksellinen väite, joka haastaa tavanomaisen viisauden. Sillä olisi potentiaalia järkyttää teorioita galaksin muodostumisesta ja evoluutiosta. Luotto: NASA & # 8217s Goddardin avaruuslentokeskus

Kun NASA: n Hubble-avaruusteleskooppia käyttävät tähtitieteilijät paljastivat outoa pallogalaksia, joka näytti siltä, ​​ettei siinä ollut paljon pimeää ainetta, jotkut ajattelivat, että löydöstä oli vaikea uskoa, ja etsivät yksinkertaisempaa selitystä.

Pimeä aine on loppujen lopuksi näkymätön liima, joka muodostaa suurimman osan maailmankaikkeudesta ja # 8217: sta. Itse asiassa näyttää siltä, ​​että kaikkia galakseja hallitsee, galaksien uskotaan muodostavan valtavia tumman aineen haloja.

Joten sellaisen galaksin löytäminen, josta puuttuu näkymätön esine, on poikkeuksellinen väite, joka haastaa tavanomaisen viisauden. Sillä olisi potentiaalia järkyttää galaksien muodostumista ja evoluutiota koskevia teorioita.

Alkuperäisen tutkimuksensa, joka raportoitiin ensimmäisen kerran vuonna 2018 (Dark Matter Goes Missing in Oddball Galaxy), Connecticutin New Havenissa sijaitsevan Yalen yliopiston Pieter van Dokkumin johtama tutkijaryhmä jatkoi alkuperäistä tutkimustaan ​​vankemmalla Hubble-katsauksella. galaksi, nimeltään NGC 1052-DF2. Tutkijat viittaavat siihen yksinkertaisesti nimellä & # 8220DF2. & # 8221

& # 8220 Menimme raajaan tämän galaksin ensimmäisten Hubble-havainnoidemme avulla vuonna 2018, & # 8221 van Dokkum sanoi. Luulen, että ihmiset olivat oikeassa kyseenalaistamassa sitä, koska se oli niin epätavallinen tulos. Olisi mukavaa, jos olisi olemassa yksinkertainen selitys, kuten väärä etäisyys. Mutta mielestäni se on hauskempaa ja mielenkiintoisempaa, jos se todella on outo galaksi. & # 8221

Galaksin ja # 8217: n pimeän aineen määrän määrittäminen riippuu tarkoista mittauksista siitä, kuinka kaukana se on maasta.

Jos DF2 on niin kaukana maasta kuin van Dokkumin & # 8217s -tiimi väittää, galaksin ja # 8217s: n pimeän aineen sisältö voi olla vain muutama prosentti. Joukkueen johtopäätös perustuu tähtien liikkeisiin galaksissa, niiden nopeuksiin vaikuttaa painovoima. Tutkijat havaitsivat, että havaittu tähtien lukumäärä muodostaa galaksin kokonaismassan, eikä pimeälle aineelle jää paljon tilaa.

Jos DF2 olisi kuitenkin lähempänä maata, kuten jotkut tähtitieteilijät väittävät, se olisi luonnostaan ​​himmeämpi ja vähemmän massiivinen. Siksi galaksin tarvitsisi pimeää ainetta kokonaismassan havaittujen vaikutusten huomioon ottamiseksi.

Tämä Hubble-avaruusteleskooppikuva tarjoaa näytteen ikääntyvistä, punaisista tähdistä ultrifuusisessa galaksissa NGC 1052-DF2 tai DF2. Galaksi hämmentää edelleen tähtitieteilijöitä, koska siltä puuttuu pimeä aine, aineen näkymätön muoto, joka tarjoaa gravitaatioliiman pitämään galaksit yhdessä. Galaksin etäisyyden muodostaminen maapallolta on askel kohti mysteerin ratkaisemista. Oikealla oleva lähikuva paljastaa monia ikääntyviä punaisia ​​jättiläistähtiä galaksin laitamilla, joita käytetään galaksien välisinä kilometripylväsmerkeinä. Tutkijat laskivat tarkemman etäisyyden DF2: een käyttämällä Hubblea tarkkailemaan noin 5400 punaista jättiläistä. Nämä vanhemmat tähdet saavuttavat kaikki saman kirkkauden, joten ne ovat luotettavia mittapuita etäisyyksien mittaamiseen galakseihin. Tutkimusryhmä arvioi, että DF2 on 72 miljoonaa valovuotta maasta. Heidän mukaansa etäisyyden mittaus vahvistaa heidän väitteensä siitä, että DF2: sta puuttuu pimeä aine. Galaksi sisältää korkeintaan 1/400 osaa pimeää ainetta, jonka tähtitieteilijät olivat odottaneet useiden muiden galaksien teorian ja havaintojen perusteella. Erittäin diffuusiseksi galaksiksi kutsuttu galaktinen pariton pallo on melkein yhtä leveä kuin Linnunrata, mutta se sisältää vain 1/200-osuuden tähtien lukumäärästä kuin galaksimme. Aavemaisella galaksilla ei näytä olevan havaittavaa keskialuetta, spiraalivarret tai levyä. Havainnot tehtiin joulukuun 2020 ja maaliskuun 2021 välillä Hubble & # 8217s Advanced Camera for Surveys -sovelluksella. Luotto: Tiede: NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS) Kuvankäsittely: Alyssa Pagan (STScI)

Parempi Yardstick

Tiimin jäsen Zili Shen Yalen yliopistosta kertoo, että uudet Hubble-havainnot auttavat heitä vahvistamaan, että DF2 ei ole vain kauempana maasta kuin jotkut tähtitieteilijät ehdottavat, vaan myös hieman kauempana kuin tiimin alkuperäiset arviot.

Uusi etäisyysarvo on, että DF2 on 72 miljoonaa valovuotta verrattuna 42 miljoonaan valovuoteen, kuten muut riippumattomat joukkueet ovat ilmoittaneet. Tämä sijoittaa galaksin kauemmaksi kuin alkuperäinen Hubble 2018 -arvio 65 valovuoden etäisyydestä.

Tutkimusryhmä perusti uuden tuloksensa pitkiin valotuksiin Hubble & # 8217s Advanced Camera for Surveys -kameralla, jotka tarjoavat syvemmän kuvan galaksista luotettavan mittapuun löytämiseksi etäisyyden nollaamiseksi. He kohdensivat ikääntyviä punaisia ​​jättiläistähtiä galaksin laitamilla, jotka kaikki saavuttavat evoluutiollaan saman huippukirkkauden. Tähtitieteilijät voivat käyttää tähtiä ja # 8217 sisäistä kirkkautta suurten galaktisten etäisyyksien laskemiseen. & # 8220Kirkkaimpien punaisten jättiläisten tutkiminen on vakiintunut etäisyysindikaattori läheisille galakseille, & # 8221 Shen selitti.

Tarkemmat Hubble-mittaukset vahvistavat tutkijoiden & # 8217 alustavan johtopäätöksen galaksista, joka on puutteellinen pimeässä aineessa, ryhmän jäsenten mukaan. Joten mysteeri siitä, miksi DF2 puuttuu suurimmasta osasta pimeää ainettaan, jatkuu.

Lähes jokaisesta katsomastamme galaksista sanomme, että emme näe suurinta osaa massasta, koska se on pimeää ainetta, & # 8221 van Dokkum selitti. & # 8220Näet vain Hubbergin kanssa jäävuoren huipun. Mutta tässä tapauksessa näet mitä saat. Hubble näyttää todella kaiken. Se on se. Se ei ole vain jäävuoren huippu, se on koko jäävuori. & # 8221

Ryhmän tiedepaperi on julkaistu The Astrophysical Journal Letters.

Tämä Hubble-avaruusteleskoopin tilannekuva paljastaa epätavallisen & # 8220-läpikuultavan & # 8221 -galaksin. Jättiläinen kosminen puuvillapallo on niin diffuusi ja sen muinaiset tähdet levittyvät niin, että sen läpi näkyvät kaukana olevat galaksit taustalla. Erittäin diffuusioksi galaksiksi kutsuttu galaktinen pariton pallo on melkein yhtä leveä kuin Linnunrata, mutta se sisältää vain 1/200-osuuden tähtien lukumäärästä kuin galaksimme. Aaveellisella galaksilla ei näytä olevan havaittavaa keskialuetta, spiraalivarret tai levyä. Luotto: Tiede: NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS) Kuvankäsittely: Alyssa Pagan (STScI)

Varkain galaksi

DF2 on jättimäinen kosminen puuvillapallo, jota van Dokkum kutsuu & # 8220läpikuultavaksi galaksiksi ja # 8221, jossa tähdet ovat levinneet. Galaktinen outo pallo on melkein yhtä leveä kuin Linnunrata, mutta se sisältää vain 1/200-osuuden tähtien lukumäärästä kuin galaksimme.

Aavemaisella galaksilla ei näytä olevan havaittavaa keskialuetta, spiraalivarret tai levyä. Joukkueen arvion mukaan DF2 sisältää enintään 1/400 osaa pimeää ainetta kuin tähtitieteilijät olivat odottaneet. Galaksin muodostuminen on edelleen täydellinen mysteeri, joka perustuu tiimin uusimpiin mittauksiin.

DF2 ei ole ainoa galaksi, jossa ei ole pimeää ainetta. Shany Danieli New Yorkin Princetonissa sijaitsevan Institute for Advanced Study -tutkimuksen instituutista käytti Hubblea vuonna 2020 saadakseen tarkan etäisyyden toiseen aavemaiseen galaksiin, nimeltään NGC 1052-DF4 (tai yksinkertaisesti DF4), josta ilmeisesti puuttuu myös pimeää ainetta. Tässä tapauksessa jotkut tutkijat ehdottavat kuitenkin, että pimeä aine on saatettu irrottaa galaksista toisen galaksin vuorovesien vuoksi.

Tutkijoiden mielestä sekä DF2 että DF4 olivat galaksikokoelman jäseniä. Uudet Hubble-havainnot osoittavat kuitenkin, että nämä kaksi galaksia ovat 6,5 miljoonan valovuoden päässä toisistaan, kauempana toisistaan ​​kuin alun perin ajattelivat. Näyttää myös siltä, ​​että DF2 on ajautunut pois ryhmittelystä ja eristetty avaruudessa.

Molemmat galaksit löydettiin Dragonfly Telephoto Array -sovelluksesta New Mexico Skies-observatoriosta.

Molemmat olivat todennäköisesti samassa ryhmässä ja muodostuivat samanaikaisesti, & # 8221 Danieli sanoi. Joten ehkä niiden muodostumisympäristössä oli jotain erityistä. & # 8221

Tutkijat etsivät lisää näistä parittomista galakseista. Myös muut tähtitieteilijöiden ryhmät etsivät. Vuonna 2020 ryhmä tutkijoita paljasti 19 epätavallista kääpiögalaksia, joiden heidän mielestään puuttuu pimeässä aineessa (Off the Baryonic Tully – Fisher Relation: A Population of Baryon-dominated Ultra-diffuse Galaxies - IOPscience). Mysteerin selvittäminen vie kuitenkin paljon enemmän pimeää ainetta sisältämättömiä galakseja.

Van Dokkum ajattelee kuitenkin, että galaksin löytäminen, josta puuttuu pimeä aine, kertoo tähtitieteilijöille jotain näkymättömästä aineesta. & # 8220 Vuonna 2018 julkaisemassamme ehdotimme, että jos sinulla on galaksi, jolla ei ole pimeää ainetta, ja muilla vastaavilla galakseilla näyttää olevan sitä, se tarkoittaa, että pimeä aine on todella todellinen ja se on olemassa, & # 8221 van Dokkum sanoi. & # 8220Se ei ole miraa. & # 8221

Viite: & # 8220A Punaisen jättiläishaaran kärki 22,1 ± 1,2 Mpc: n etäisyys pimeän aineen puutteelliseen galaksiin NGC 1052 – DF2 Hubble-avaruusteleskooppikuvantamisen 40 kiertoradalta & # 8221: Zili Shen, Shany Danieli, Pieter van Dokkum, Roberto Abraham , Jean P.Brodie, Charlie Conroy, Andrew E.Delfin, Aaron J.Romanowsky, JM Diederik Kruijssen ja Dhruba Dutta Chowdhury, 9. kesäkuuta 2021, The Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac0335


Galaktinen mysteeri: Puuttuvan pimeän aineen tapaus

Mittaamalla punaisen jättiläisen kirkkauden DF2-nimisen galaksin laitamilla tähtitieteilijät pystyivät määrittämään sen etäisyyden ja pääteltiin, että läsnä on vain pieni määrä pimeää ainetta. Kuva: TIETE: NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS) KUVANKÄSITTELY: Alyssa Pagan (STScI)

Kun tähtitieteilijät ovat menneet raajaan ja # 8221 väittäneet löytäneensä galaksin, jossa on vain vähän pimeää ainetta, Hubble-avaruusteleskoopilla on kerätty lisää todisteita, jotka osoittavat, että & # 8220wird-galaksilla & # 8221 on todennäköisesti puute subatomiliima, jonka uskotaan olevan vaadittu ainesosa galaksin muodostumisessa.

Kyseinen galaksi, joka tunnetaan nimellä NGC 10520DF2 tai lyhyesti DF2, on melkein yhtä leveä kuin Linnunrata, mutta sisältää vain noin 1 200: n määrän tähtiä. Ei ole ilmeisiä spiraalivarret, -levyä tai kirkasta keskialuetta, ja sen niin diffuusit taustagalaksit näkyvät sen läpi sen takapuolelta.

Tähtitieteilijät arvioivat alun perin, että DF2 asui noin 42 miljoonaa valovuotta maasta. Mutta vuonna 2018 Yalen yliopiston Pieter van Dokkumin johtama tutkijaryhmä käytti Hubblea mittaamaan tarkasti punaisen jättiläistähden kirkkauden galaksin ja # 8217: n laitamilla 65 valovuoden etäisyyden saavuttamiseksi.

Hubble & # 8217s Advanced Camera for Surveys -havainnot ovat jatkaneet tätä etäisyyttä 72 miljoonaan valovuoteen. Etäisyys, tähtien sisäinen kirkkaus ja niiden nopeudet, joita ohjaa läsnä oleva kokonaismassa, osoittavat, että pimeä aine voi olla vain muutama prosentti kokonaismäärästä.

Lähes jokaisesta katsomastamme galaksista sanomme, että emme näe suurinta osaa massasta, koska se on pimeää ainetta, & # 8221 sanoi van Dokkum. & # 8220Näet vain Hubbergin kanssa jäävuoren huipun. Mutta tässä tapauksessa näet mitä saat. Hubble näyttää todella kaiken. Se on # 8217. Se ei ole vain jäävuoren huippu, se on koko jäävuori. & # 8221

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Galaksit, kuten hiekanjyvät, Planckin ystävällisyydestä

Hubble-avaruusteleskooppi kuvasi ESA & # 8217s Planck -satelliitin löytämän kaukaisen galaksijoukon, joka havaitsi klusterin painovoiman aiheuttamia vääristymiä kosmisessa taustasäteilyssä. Noin viiden miljardin valovuoden päässä maasta, klusterin jäsenet ja # 8217: n jäsenet näkyvät punaisena siirtyneiden galaksien parvena yhdessä gravitaatiolinssin aiheuttaman sinertävän valokaaren kanssa.

Hubble paljastaa kosmisen tempputemppun

Vaikka todella massiiviset tähdet sammuvat kirkkauden loistossa, keskitason tähdet ja mdash ovat suunnilleen yhdestä kahdeksaan kertaa enemmän kuin Auringon massa ja mdash ovat hieman hiljaisempia. Tällaiset tähdet muodostavat lopulta kosmisia esineitä, joita kutsutaan planeettasumuiksi, jotka on nimetty niiden epämääräisen samankaltaisuuden vuoksi planeettojen kanssa nähdessään aikaisin matalan resoluution kaukoputkien kautta.

Linnunradan musiikin kuuntelu

Tähtitieteilijät ovat muuttaneet 1: n ja 0: n, jotka muodostavat kuvia kolmesta avaruuden observatoriosta, ääneksi, jolloin he voivat kuulla Linnunradan & # 8220musiikin & # 8221.


G1.9 + 0.3, Linnunradan nuorin tunnettu supernovajäännös

Supernovan jäännös G1.9 + 0.3 syntyi tähti räjähti noin 25000 valovuoden päässä Jousimiehen tähdistössä, lähellä sen rajaa Ophiuchus. Vaikka räjähdys tapahtui noin 25000 vuotta sitten, sen valo saavutti Maan vain noin 110 vuotta sitten (noin vuonna 1900), mikä tekee siitä nuorimman tunnetun supernovan jäännöksen Linnunradan galaksissa. (Ennen tätä löytöä vuonna 1984 nuorin tunnetuin Linnunradan supernovajäännös oli Cassiopeia A, noin 330 vuotta.) Laajentuva jäännös on nyt noin 2,6 valovuoden päässä.

NRAO: n & # 8217s Very Large Array (VLA) -kanavan radiokuva, joka saatiin vuonna 1985 (esitetty sinisellä), on NASA & # 8217s Chandra -röntgenkuvauksen kuva vuoden 2007 alusta (oranssi). Jäännös oli kasvanut yllättävän suurella määrällä, noin 16% vuodesta 1985 lähtien. Kahden kuvan koon ero antaa selkeän todistuksen alkuperäisen supernovaräjähdyksen laajenemisesta. G1.9 + 0.3: n nopea kasvu ja nuori ikä vahvistettiin uudella VLA-kuvalla, joka saatiin vuoden 2008 alussa.

Alkuperäinen supernovaräjähdys - todennäköisesti tyypin Ia supernovaa & # 8211 ei nähty optisessa valossa noin 145 vuotta sitten, koska se tapahtui lähellä Galaksan keskustaa ja on upotettu tiheään kaasu- ja pölykenttään. Tämä teki supernovan noin biljoona kertaa himmeämmäksi optisessa valossa kuin jos sitä ei olisi ollut varjossa. Onneksi räjähdyksestä laajeneva kaasupilvi loistaa kirkkaasti radioaalloilla ja röntgensäteillä tuhansien vuosien ajan. Röntgensäde- ja radioteleskoopit voivat nähdä kaiken hämärtymisen läpi ja näyttää tähtitieteilijöille mitä he olivat muuten kadonneet.

Supernovan jäännökset syntyvät, kun räjähdyksen ulospäin heittämät roskat törmäävät ympäröivään materiaaliin, jolloin muodostuu kuuman kaasun ja suurenergisten hiukkasten kuori, joka hehkuu kirkkaasti röntgensäteissä, radioaalloilla ja muilla aallonpituuksilla tuhansien vuosien ajan. (Tyypin Ia supernova on seurausta valkoisen kääpiötähden väkivaltaisesta räjähdyksestä.)

G1.9 + 0.3: n tapauksessa materiaali laajenee ulospäin lähes 35 miljoonalla maililla (56 miljoonaa kilometriä) tunnissa, eli noin 5% valon nopeudella, mikä on ennennäkemätön laajenemisnopeus supernovan jäännökselle. Toinen G1,9 + 0,3: n superlatiivi on se, että se on tuottanut eniten energisiä elektroneja, joita koskaan nähtiin supernovan jäännöksessä.

Tähtitieteilijät tarkkailevat säännöllisesti supernoovia muissakin kaltaisissamme galakseissa. Näiden havaintojen perusteella tutkijat arvioivat noin kolme räjähtää vuosisadalla Linnunradalla. Jos supernova-arvon estimaatit ovat oikeita, siellä tulisi olla noin 10 supernovaräjähdyksen jäännöksiä, jotka ovat nuorempia kuin Cassiopeia A.


Avaruudessa piilevä jättimäinen supernovan jäännös on suurin laatuaan

On hämmästyttävää, mitä voi piiloutua avaruudessa piilossa silmiemme, teknologiamme ja ennakkoluulojemme rajoitteista.

Tähtitieteilijät ovat vasta löytäneet ehdottoman valtavan supernova-jäännöksen, tähtien räjähdyksestä jäljelle jäävän laajenevan pöly- ja kaasupilven, joka vie taivaan alueen, joka on lähes 100 kertaa täyskuun (näkökulmastamme) suurin etäisyydellä. 4000 valovuoden päässä maasta.

Tähtitieteilijöiden ryhmä, jota johtaa Werner Becker Saksan Max Planckin maanalaisen fysiikan instituutista, on nimennyt jäännöksen Hoingalle Beckerin kotikaupungin keskiaikaisen nimen mukaan.

Kuinka voimme unohtaa sen? Syynä on se, että se näkyy vain röntgensäteissä ja vain yhdelle tähän mennessä rakentamastamme tehokkaimmasta röntgenteleskoopista, avaruuspohjaiselle eROSITA: lle, joka lanseerattiin vuonna 2019.

(eROSITA / MPE (röntgen) / CHIPASS / SPASS / N. Hurley-Walker, ICRAR-Curtin)

Yllä: Hoingan röntgen- ja radiokomposiitti.

"Venäjän ja Saksan SRG-satelliitin päällä oleva eROSITA-teleskooppi on 25 kertaa herkempi kuin edeltäjänsä ROSAT, joten odotimme löytävänsä uusia supernovajäännöksiä tulevina vuosina, mutta olimme iloisesti yllättyneitä siitä, että yksi ilmestyi heti", sanoi tähtitieteilijä Natasha Hurley-Walker kansainvälisen radioastronomiatutkimuksen keskuksen Curtinin yliopiston solmusta Australiassa.

"Lisäämme jännitystämme Hoinga on suurin röntgensäteillä koskaan löydetty supernovan jäännös näennäiskoon suhteen: noin 90 kertaa suurempi kuin täysikuu."

Supernovilla on kaksi päälaukaisua. Yksi on massiivisen tähden kuolema. Kun materiaali loppuu ytimissään sulautumiseen, tuloksena oleva ulospäin tapahtuvan lämpöpaineen lasku tarkoittaa, että paine ei enää ole riittävä pitämään tähtiä romahtamasta sisäänpäin suuntautuvassa painopaineessa, ja koko asia menee kaboomiin, romahtamalla ytimen neutronitähti tai musta aukko (tai hävittää sen kokonaan).

Toinen laukaisu on tyypin Ia supernova, jossa valkoinen kääpiötähti - pienimassisen esiastetähden romahtanut ydin - slurpii niin paljon materiaalia binaariselta kumppanilta, että se muuttuu epävakaaksi ja pääsee samaan päähän.

Kummassakin skenaariossa tähden ulkomateriaalin laajeneva kuori räjäytetään avaruuteen, mikä luo iskuetuja, joissa se törmää tähtienväliseen väliaineeseen. Se on supernovan jäännös.

Suurin osa Linnunradan tähdistä on massaa - arviolta 90 prosenttia kaikista tähdistä on pääsekvenssikääpiöitä, jotka eivät päädy supernovaan (tähdet, jotka ovat tällä hetkellä "elossa" sulattamalla ytimet ytimissään), ja vielä 9 prosenttia on kuolleita valkoisia kääpiöitä.

Joten vaikka Linnunradalla on arviolta 100 miljardia tähteä, supernovaräjähdykset ovat harvinaisia ​​tähtitieteilijöiden arvioiden mukaan yksi pitäisi lähteä 30-50 vuoden välein, jättäen taakse hehkuva, energinen pilvi, joka kestää noin 100000 vuotta.

Taiteilijan vaikutelma supernovasta. (ESA / Hubble, CC BY 4.0)

Tällä nopeudella Linnunradalla pitäisi tällä hetkellä olla havaittavissa noin 1 200 supernovajäännöstä, mutta tiedämme vain noin 300: sta. Mikä tarkoittaa, että joko laskelmamme ovat poissa käytöstä tai että emme vain ole pystyneet havaitsemaan niitä mistä tahansa syystä. Tässä tulee sisään eROSITA.

Suurin osa tähtitieteellisistä kohteista lähettää röntgensäteilyä, joka on paljaalla silmällä näkymätöntä. eROSITA, joka on suunniteltu suorittamaan all-sky-tutkimus, on paljon herkempi kuin edeltäjänsä, ja se on paljastanut röntgenkuvia, joita emme ole koskaan ennen nähneet.

EROSITA: n tulisi havaita aiemmin tuntemattomat supernovajäännökset, mutta silti Hoinga oli yllätys, ei vain siksi, että se löydettiin niin nopeasti, vaan myös sen vuoksi, mistä se löydettiin - kaukana galaktisesta tasosta, jossa suurin osa Linnunradan tähdistä ( ja siksi supernovan jäännökset) asuvat.

Joukkue tarkasti löydöksensä radiotähtitieteen perusteella ja löysi heikkoja todisteita Hoingasta, joka on peräisin vuosikymmenestä. Se ilmestyi jopa heikosti 30 vuotta sitten otetuissa ROSAT-tiedoissa.

"Siivilöimällä arkistoradiotietoja havaitsimme, että Hoinga oli istunut siellä odottaen löytämistä jopa kymmenen vuoden ikäisissä tutkimuksissa, mutta koska se oli korkealla Linnunradan tason yläpuolella, se jäi väliin", Hurley-Walker selitti.

"Supernovan jäänteiden ei tyypillisesti odoteta löytävän korkeilta galaktisilta leveysasteilta, joten nämä alueet eivät yleensä ole tutkimusten painopiste, eli näitä unohdettuja jäänteitä saattaa olla vielä enemmän siellä, jotka odottavat löytämistä."

Ryhmä laski radiotietojen perusteella, että jäännös on 21000--150000 vuotta vanha (mutta todennäköisesti kyseisen alueen nuoremmassa päässä) ja että se on suhteellisen lähellä maapalloa, välillä 1470-3915 valovuotta.

He eivät myöskään löytäneet esiastetähden jäännöstä, mikä viittaa siihen, että räjähdys oli tyyppiä Ia. Tämä on sopusoinnussa myös sijainnin kanssa, koska massiiviset tähdet pyrkivät keskittymään galaktiseen tasoon.

eROSITA suorittaa yhteensä kahdeksan all-sky-tutkimusta. Tiimi toivoo, että tulevien tutkimusten tiedot auttavat paljastamaan Hoingan luonteen - ja löytämään monia muita Linnunradan 'puuttuvia' supernovoja.

Ryhmän tutkimuksen on määrä ilmestyä Tähtitiede ja astrofysiikka, ja on saatavana arXiv-sivustolta.


Missä kaikki Linnunradan supernovat ovat?

Wikipedian mukaan Linnunradalla uskotaan olevan noin 3 supernovaa vuosisadaa kohti. Mutta viimeksi supernova nähtiin vuonna 1604 (1987 ei lasketa sitä, joka oli LMC: ssä).

Viimeisin Linnunradalla suoraan havaittu supernova oli Keplerin Supernova vuonna 1604, mutta uudempien supernoovien jäänteet on löydetty. Muiden galaksien supernoovien havainnot viittaavat siihen, että niitä esiintyy Linnunradalla keskimäärin noin kolme kertaa vuosisadalla. Nämä supernoovat olisivat melkein varmasti havaittavissa nykyaikaisilla tähtitieteellisillä teleskoopeilla. Viimeisin paljain silmin oleva supernova oli SN 1987A, sinisen super jättiläistähden räjähdys Suuressa Magellanic Cloudissa, Linnunradan satelliitissa.

Wikipedia ei anna mitään selitystä supernoovien puutteelle Linnunradalla. Ainoa syy, mistä voin ajatella, on tähtienvälinen pöly, joka peittää supernovaräjähdykset, mutta supernoovat ovat uskomattoman kirkkaita ja voivat lyhyen ajan ohittaa koko galaksin.

Muokattu birger, 29. huhtikuuta 2020 - 14.05.

# 2 B l a k S t a r

Pöly, MW: n ytimen kirkkaus estää visuaaliset rajat ja suurimmat esteet, tilastot. Puhumattakaan odotuksista, olen varma kanssasi tuossa nuotissa. Lähetä Betelgeuselle positiivisia ajatuksia.

# 3 DHEB

En ole asiantuntija, mutta sikäli kuin ymmärrän, "3 supernoovaa / 100 vuotta" -arvio tulisi ottaa ripaus suolaa. Avoin supernoovakatalogi mainitsee 0,592 +/- 0,242 vuodessa. Tilastollisesti kyseisessä arvossa voi hyvinkin olla suuria vaihteluja, kuten nollan ja useiden välillä vuosisataa vuosisatojen ajan. Sitten sinulla on pöly, joka estää suurimman osan galaksin toisella puolella olevasta paikasta. Näyttää siltä, ​​että on ollut nuorempia supernovia, jotka jäivät huomaamatta. Katso tämä linkki esimerkiksi:

# 4 sg6

Sanoisin, että voimme parhaimmillaan nähdä noin 1/4 ehkä 1/3 maitotielle, loput ovat piilossa ytimen ja pölyn ja outojen tähtien takia. Seiso metsän reunalla etkä näe koko matkaa.

Huomaan, että noin puolet galaksin massasta on pölyä, paljon galaksissa ja paljon halossa.

Toinen on se, kuinka tarkka on ennustettu luku, ja oletan, jos super nova -tapahtumissa on mitään syytä huippuun tai syvyyteen. Olemmeko tuntemattomasta syystä SN-kourussa? Tähtivaiva on "lyhyt" kaukalo, joka voi olla 50 miljoonaa vuotta. Yksi melko suuri tutkimusalue on Super Nova -prekursorit.

Oletetaan, että data on monin tavoin vielä uutta, super novan peittäminen ja tallentaminen ei ole vanha ammatti. Paljon näinä päivinä on alomst automaattista. Tutkimuskamerajärjestelmät tallentavat yleensä tapahtumia nyt ja ehkä valitettavasti kamerat etenevät niin nopeasti, että havainnot 25 vuotta sitten eroavat jonkin verran nykypäivän havainnoista - katsokaa AP: tä nähdäksesi, kuinka tämä näkökohta muuttui.

Oletetaan, että se tarkoittaa, että meidän pitäisi havaita enemmän nyt, joten nopeuden muutos on tarpeen. Kuitenkin sanon aina, jos Mike on viettänyt 5 vuotta tutkimusta, viimeinen asia, jonka hän sanoo, on "Minun numeroni vastaa Bobin kanssa 10 vuotta sitten."

Ihmisten on tavallaan saavutettava eri numero.

Onko olemassa viimeaikaisia ​​tietoja läheisten galaksien havaittujen lukumääristä viimeisten 15 vuoden aikana, ehkä vähemmän. Sanoisin, että taaksepäin oli todennäköisesti enemmän riippuvaisia ​​visuaalisista havainnoista, joista epäilen menettävän suuren määrän.


Supernovae nyt laskettu

Lähes joka viides räjähtävä tähti läheisissä galakseissa ei yksinkertaisesti näy, tähtitieteilijät ovat selvittäneet. Ulospäin olevien galaksien osalta tämä osa kaksinkertaistuu. Tämä havainto raivaa tietä näiden tähtimajakkojen käytölle hyvänä mittana sille, kuinka nopeasti galaksit tekivät tähtiä aikaisemmin maailmankaikkeuden & # 8217: n historiassa. Avaintodisteet tälle & # 8220kehon määrästä ja # 8221 kadonneesta supernoovasta saatiin 8,2 m: n Gemini North -teleskoopilla tehdyistä yksityiskohtaisista tutkimuksista galaksista Arp 299.

Vuorovaikutuksessa oleva galaksipari Arp 299. Kuvahyvitys: Gemini Observatory / AURA ja Angel R. Lopez-Sanchez (Austin tähtitieteellinen observatorio / Macquarie University)

Teoksesta on raportoitu artikkelissa & # 8220Core-Collapse Supernovae Missed by Optical Surveys & # 8221, julkaistu verkossa Astrofyysinen lehti tiimi, johon kuuluu tri Stuart Ryder Australian tähtitieteellisestä observatoriosta.

Massiiviset tähdet elävät nopeasti ja kuolevat nuorina menemällä kirkkauden loisteena & # 8220core-collapse supernoovana & # 8221.

Koska he eivät elää pitkään, vain noin 10 miljoonaa vuotta, massiivisten tähtien lukumäärän, jonka voimme nähdä syntyvän, tulisi olla olennaisesti identtinen räjähtävän lukumäärän kanssa, & # 8221 sanoi lehden & # 8217s -julkaisutekijä Dr Seppo Mattila Turun yliopistosta. & # 8220Häiriö on ollut, monet näistä supernoovista näyttivät vain kadonneen, & # 8221 hän sanoi. & # 8220Odotimme nähdä lisää. & # 8221

Oma Linnunradan galaksimme on esimerkki tästä.

Kaksi tai kolme supernovaa pitäisi räjähtää galaksissamme joka vuosisata. Mutta viimeinen kerta, kun kuka tahansa - vain ehkä - on nähnyt sellaisen suoraan, oli vuonna 1680. Vuonna 2008 kuitenkin NASA: n Chandran röntgentutkimuksen observatorio ja Yhdysvaltain kansallisen radioastronomian observatorion erittäin suuren ryhmän radioteleskooppi löysivät supernovan jäännöksen 140 vuotta vanha lähellä galaksimme keskustaa.

“That’s where the supernovae are mostly hiding—in the dusty central parts of galaxies,” said the AAO’s Dr Stuart Ryder. “That’s where most stars in a galaxy congregate, and where most of them die.”

Because these regions are dusty and crowded, supernovae and their remnants can only be excavated from them with high-resolution observations — observations made with space telescopes, radio interferometers, or adaptive-optics systems on ground-based telescopes that observe in the near-infrared, and which can produce images as sharp as can the Hubble Space Telescope.

The galaxy Arp 299 with some of its “hidden” supernovae marked. Image Credit: Gemini Observatory/AURA and Angel R. Lopez-Sanchez (Aust Astronomical Observatory/Macquarie University)

To calculate galaxies’ “supernova budgets”, Dr Mattila’s team drew upon recent discoveries of supernovae made by other researchers, plus their own observations made with the 4.2-m William Herschel Telescope, the 2.6-m Nordic Optical Telescope, and the 8.2-m Gemini North Telescope.

The team considered core-collapse supernovae in two kinds of galaxies: those that are heavily obscured by dust but are otherwise “normal”, and the so-called luminous and ultraluminous infrared galaxies (known respectively as LIRGs and ULIRGs).

In the nearby Universe, most of the star-formation goes on in “normal” galaxies, while at higher redshifts (z

1-2, corresponding to seven to ten billion years ago in the history of the Universe) most of it occurs in LIRGs and ULIRGs.

The galaxy Arp 299 is one of the best-studied examples of a LIRG and, lying 150 million light-years away, it is also one of the closest. Dr Mattila’s team drew on previous searches for supernovae in this galaxy and also conducted their own, in the process discovering one new supernova (SN2010P) and confirming another (SN2010O).

For both “normal” galaxies and Arp 299, the team compared the numbers of detected supernovae with the numbers predicted on the basis of both radio and far-infrared luminosities. From this they estimated what fraction of core-collapse supernovae must have been missed.

From the figure for Arp 299, and a model of how LIRGs and ULIRGs evolve, they estimated how many core-collapse supernovae would be missed in LIRGs and ULIRGs at higher redshifts.

The team’s figures? Optical surveys miss about 20% of core-collapse supernova in “normal” galaxies and up to a whopping 80% in LIRGs and ULIRGs, they say.

Adjusting for the variation in galaxy type with redshift, it appears that at a redshift of one (7.7 billion years ago), the fraction of missed core-collapse supernovae rises to about 40%, and stays at around that level to a redshift of two (10.3 billion years ago).

Dr Ryder stresses that there are “small number statistics” involved. “Our estimates have significant uncertainties attached to them,” he said. “A new Australian-built adaptive optics camera on the Gemini South telescope, coming on-stream soon, will enable us to discover many more supernovae, and to refine these estimates.”

“But right now, for the first time we have a figure for total number of core-collapse supernovae in the nearby Universe that matches well with the star-formation rate. So we’re on the right track.”


Astronomers find ‘missing’ neutron star after 32 years

The location of the recently discovered neutron star at the core of the Supernova 1987A remnant. Image via Cardiff University.

A team of astronomers at the University of Cardiff, Wales, believe they have discovered the “missing” neutron star at the center of Supernova 1987A (SN1987A), whose detonation was first seen in earthly skies in February 1987. The explosion occurred in the Large Magellanic Cloud, a companion dwarf galaxy to our home galaxy, the Milky Way. The astronomers said they found this supernova’s neutron star using the ALMA telescope in Chile.

The neutron star finally seems to be emerging from a thick cloud of dust which has completely obscured it for the last 32 years.

The discovery was reported in the Astrofyysinen lehti on November 19. The team – led by astronomer Phil Cigan of Cardiff University – found a particularly bright patch of dust exactly where the neutron star was predicted to be. Cigan commented in a statement:

For the very first time we can tell that there is a neutron star inside this cloud within the supernova remnant. Its light has been veiled by a very thick cloud of dust, blocking the direct light from the neutron star at many wavelengths like fog masking a spotlight.

Astronomer Mikako Matsuura, also of Cardiff University, specializes in the study of dust and molecules in supernova remnants and is a co-author of this latest study. She commented:

Although the light from the neutron star is absorbed by the dust cloud that surrounds it, this in turn makes the cloud shine in sub-millimeter light, which we can now see with the extremely sensitive ALMA telescope. Our new findings will now enable astronomers to better understand how massive stars end their lives, leaving behind these extremely dense neutron stars.

Supernova 1987A was the brightest and closest supernova since Kepler’s supernova of 1604. It detonated on the edge of the Tarantula Nebula in the Large Magellanic Cloud. Since the supernova is some 168,000 light-years distant, the explosion actually occurred that long ago. Ian Shelton and Oscar Duhalde at the Las Campanas Observatory in Chile – and Albert Jones in New Zealand – were the first to spot the supernova in Earth’s skies in 1987.

A blue supergiant star called Sanduleak -69.202 had exploded, about which little was known. Astronomers were optimistic that by studying the event they could see if their theories about the death of massive stars were correct. The hope was that the supernova would leave behind a neutron star: better still, an easily detectable pulsar (all pulsars are neutron stars, but not all neutron stars are pulsars). If so, then the chain of events from core-collapse supernova explosion to neutron star could at last be verified. It was seen as something of a golden opportunity to confirm what we thought we knew about Type II supernovae and their aftermath.

But, as the initial glow subsided and astronomers in the Southern Hemisphere watched and waited, there were no radio bursts from a pulsar, no X-ray glow: there was nothing at all. It was soon realized that if there were any sort of star left behind at the center of the supernova remnant, it was behind huge quantities of dust, completely hidden from our view. Astronomers realized with disappointment, and the sense of something intensely valuable slipping from their grasp, that the dust would take a very long time to clear enough to reveal what it was masking. But there were also those who wondered, as the original mass of Sanduleak -69.202 was not known, if the reason there was no visible trace of any remnant was simply because what lurked in the dark, behind the wall of dust, was a new black hole.

And there was something quite unexpected about SN1987A, which was not realized until afterwards: about three hours before the explosion was seen in Chile, Japanese neutrino observatories had, between them, detected 25 neutrinos from the event. This was seen as confirmation that the bulk of neutrinos from supernovae are emitted some time before the star detonates. This pre-supernova detection of neutrinos can perhaps lay claim to be the first true multi-messenger astronomical event.

Apart from a brief flurry of excitement a few years after the supernova, as a group of radio astronomers thought they had detected brief pulsar emissions, nothing at the centre of the supernova remnant has been observed. The tentative pulsar signals were not confirmed nor repeated.

But now, at long last, astronomers have verification of their Type II supernova theories. The discovery demonstrates that astronomy is often a long and frustrating waiting game, where events play out over years and decades.

Composite image of Supernova 1987A, via NASA/ ESA/ NRAO.

Bottom line: Astronomers using the ALMA radio telescope in Chile said in late 2019 that they’ve found the small, compact neutron star created in Supernova 1987A.


Katso video: Northern Genocide - Supernova Official Video (Tammikuu 2022).