Supernowa wyrzucona z kart historii

Nowe spojrzenie na pozostałość po wybuchu gwiazdy w naszej galaktyce zmusiło astronomów do ponownego rozpatrzenia, kiedy ów wybuch miał miejsce. Ostatnie obserwacje pozostałości, które pozostawiła po sobie supernowa oznaczona jako G11.2-0.3 z Kosmicznego Teleskopu Chandra, odrzuciły powiązanie jej z wybuchem odnotowanym przez Chińczyków w 386 roku naszej ery.

Supernowe historyczne i ich pozostałości oferują nam dwa źródła na temat ich natury – bieżące obserwacje astronomiczne, a także historyczne zapisy wybuchu. Ponieważ precyzyjne ustalenie daty wybuchu wyłącznie z obecnych obserwacji ich pozostałości jest bardzo trudne, supernowe historyczne odnotowane w kronikach i zapiskach astronomów dostarczają ważnych informacji. Pozostałość może powiedzieć nam wiele o naturze eksplozji, ale interpretacja danych jest znacznie prostsza i bardziej dokładna przy znanej dacie wybuchu.
Nowe dane otrzymane z Teleskopu Chandra o obiekcie oznaczonym jako G11.2-0.3 ujawniają gęste obłoki gazu skierowane w naszą stronę. Wcześniejsze obserwacje w podczerwieni z 5-metrowego Teleskopu Hale’a w Palomar wskazują, że część pozostałości jest mocno zasłonięta przez pył. Oznacza to, że supernowa odpowiedzialna za tą pozostałość była zbyt słaba, aby być widoczna gołym okiem w 386 roku. Ta sprawia, że znów nie wiemy czym było zjawisko wówczas obserwowane.
Nowe dane na temat G11.2-0.3 są prezentowane w związku z warsztatami pod tytułem „Chandra Science for the Next Decade”, które odbywają się w Cambridge w stanie Massachusetts. Warsztaty skupiają się na innowacjach w nauce jakie Chandra może przynieść w ciągu najbliższych dziesięciu lat. G11.2-0.3 jest przykładem tego, jak to niesamowite narzędzie pomaga nam lepiej zrozumieć złożoną historię wszechświata i obiektów w nim się znajdujących.

Korzystając z obserwacji Chandry od czasu jego uruchomienia w 1999 roku, astronomowie byli w stanie porównać obserwacje G11.2-0.3 od 2000 roku poprzez 2003 rok, aż do roku 2013. Długi okres obserwacji pozwolił naukowcom zmierzyć, jak szybko pozostałość się rozszerza. Korzystając z tych danych, ekstrapolując do tyłu, stwierdzili, że gwiazda, która stworzyła G11.2-0.3 wybuchła od 1400 do 2400 lat temu (widziana z Ziemi).

Zmierzone ramy czasowe eksplozji w oparciu o najnowsze dane sugerują, że G11.2-0.3 jest jedną z najmłodszych takich supernowych w Drodze Mlecznej. Najmłodsza znana – Cassiopeia A, ma również wiek określony za pomocą badań jej pozostałości i podobnie jak G11.2-0.3 obserwacje jej około 300 lat temu z powodu zasłonięcia pyłem nie były prawdopodobnie możliwe i rzeczywiście nie znamy żadnych historycznych zapisów obserwacji zjawiska supernowej. Do tej pory mgławica Krab jest jedyną pozostałością po supernowej w naszej galaktyce, której przypisane są nie ulegające wątpliwości obserwacje historyczne.

Najnowszy obraz G11.2-0.3 pokazuje niskoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie na czerwono, średnie wartości na zielono, a wysokoenergetyczne promieniowanie w kolorze niebieskim. Dane rentgenowskie zostały nałożone na zdjęcie z Digitized Sky Survey, pokazując gwiazdy na pierwszym planie.

Chociaż na obrazie z Chandry widzimy okrągły, symetryczny kształt pozostałości, szczegółowe dane wskazują, że gaz porusza się nierównomiernie. Z tego powodu naukowcy wysnuli przypuszczenie, że gwiazda mogła utracić niemal wszystkie swoje zewnętrzne warstwy w czasie interakcji z gwiazdą towarzyszącą. Supernowa pozostawiła po sobie również pulsar – szybko obracającą się gwiazdę neutronową i związaną z nią mgławicę widoczną jako „niebieska” emisja energii rentgenowskiej w centrum pozostałości. Połączenie szybkiego obrotu pulsara i silne pole magnetyczne wytwarza intensywne pole elektromagnetyczne, które tworzy strumienie materii i antymaterii oddalające się od biegunów pulsara.

Dokument opisujący badania pojawił się 9 marca 2016 w Astrophysical Journal i jest dostępny publicznie – http://arxiv.org/abs/1602.03531