Astronomové řeší staleté tajemství supernovy pozorované v roce 1181

V srpnu 1181 byli astronomové v Číně a Japonsku svědky jasné „hostující hvězdy“ na noční obloze, o které nyní víme, že jde o supernovu – jednu z hrstky supernov zaznamenaných v naší Mléčné dráze, které byly viditelné pouhým okem. Celých šest měsíců jasně zářilo, než zmizelo. Astronomům se po staletí nepodařilo identifikovat zbytky zdroje SN 1181 a tyto detaily jsou důležité pro určení, do jaké třídy supernova patří. Mezinárodní tým astronomů nyní věří, že identifikovali tento zdroj jako jednu z nejžhavějších hvězd v galaxii v mlhovině Pa30, podle nový papír Publikováno v dopisech Astrophysical Journal.

jako jsme my napsal dříve„Jsou známy dva typy supernov v závislosti na hmotnosti původní hvězdy. K výbuchu supernovy železného jádra dochází s obrovské hvězdy (větší než deset hmotností Slunce), které se zhroutí natolik, že způsobí masivní a katastrofický výbuch. Teploty a tlaky jsou tak vysoké, že uhlík v jádru hvězdy začíná tavit. Tím se alespoň dočasně zastaví rozpad jádra a tento proces pokračuje znovu a znovu s postupně těžšími atomovými jádry. Když se palivo konečně vyčerpá, železné jádro (do té doby) se zhroutí do černé díry nebo neutronové hvězdy.

Pak je tu termonukleární supernova. Menší hvězdy (až asi osm slunečních hmot) se postupně ochlazují, aby se z nich stala hustá jádra popela známá jako bílí trpaslíci. Pokud je bílý trpaslík, kterému došlo jaderné palivo, součástí binárního systému, může ze svého partnera vytáhnout hmotu a přidávat hmotu, dokud její jádro nedosáhne dostatečně vysokých teplot, aby mohlo dojít k fúzi uhlíku.

Existují také vzácné druhy supernov. Mezi nejstarší a nejslavnější z „hostujících hvězd“ zaznamenali čínští astronomové kolem 4. července 1054. Zůstali viditelní za bílého dne 23 dní. Nyní se tvoří pozůstatky Krabí mlhovina. Někteří to předpokládali SN 1054 Jednalo se o takzvanou supernovu „elektronového záchytu“, poprvé popsanou asi před 40 lety.

Pokud tomu tak skutečně je, SN 1054 má bratrance 21. století. zpět v červnu, informovat nás Tým astronomů nastavit Nedávná druhá supernova – nazývaná SN 2018zd – splňuje všechna kritéria pro supernovu zachycující elektrony. V tomto scénáři není hvězda dostatečně těžká na to, aby vytvořila supernovu, která by zhroutila železné jádro, přesto není dostatečně lehká, aby zabránila jejímu úplnému zhroucení. Místo toho tyto hvězdy zastaví proces fúze, když jsou jejich jádra tvořena kyslíkem, neonem a hořčíkem. V tomto scénáři elektrony hltají neon a hořčík v jádru, což způsobuje, že se jádro ohne pod svou vlastní hmotností. Konečným výsledkem je supernova.

Podle této nové analýzy se zdá, že SN 1181 patří do jiné relativně vzácné třídy známé jako Zadejte Iax. S tím souvisí Napište kategorii Ia, kde je supernova výsledkem binárního hvězdného systému, kde jedna ze dvou hvězd je bílý trpaslík. Bílý trpaslík obvykle odebírá vodík a hélium ze své doprovodné hvězdy, nakonec zasáhne kritickou hmotu a exploduje, čímž zničí bílého trpaslíka. Existují však případy, jako například u SN 2012Z, kde bílý trpaslík ztratí pouze polovinu své hmotnosti a zůstane pozadu zombie hvězda jako zbytek.

„SN 1181 byla dosud jedinou historickou supernovou, která v minulém tisíciletí zůstala bez konkrétního protějšku,“ napsali autoři. Po mnoho let byl nejpravděpodobnějším zbytkem kandidátů radio a rentgenový pulsar známý jako 3C-58, který se v současné době točí asi 15krát za sekundu. To znamená, že pulsar za posledních 900 let neztratil mnoho rotující energie. Naproti tomu zbytek SN 1054, Krabí mlhovina, ztratil téměř dvě třetiny své rotační energie. Podle nedávných rádiových průzkumů 3C-58 je pulsar pravděpodobně mnohem starší než SN 1181, a proto nemůže být zbytek.

Vkročte do diskové mlhoviny Pa30, kterou astronomové poprvé objevili v roce 2013. Pa30 je obklopena vzácnou a masivní mlhovinou Vlk Wright Hvězda známá jako Parkerova hvězda. Autoři zjistili, že prach a plyn v Pa30 expandují rychlostí více než 1 100 km/s, a tým použil tuto rychlost k odvození stáří mlhoviny: asi 1 000 let. Díky tomu je vynikajícím kandidátem pro zbytek SN 1181.

Historické zprávy řadí hostující hvězdu mezi dvě čínská souhvězdí, Quanxi a Huagai. Parker Star situaci dobře zvládá, “ Řekl spoluautor Albert Zijlstra z University of Manchester. „To znamená, že věk a umístění odpovídají událostem z roku 1181.“

Astronomové dříve předpokládali, že Pa30 a Parkerova hvězda jsou důsledkem srážky a následného sloučení dvou bílých trpasličích hvězd za vzniku supernovy typu Iax, Zijlstra a kol.Naše zjištění jsou v souladu s touto hypotézou. „Pouze asi 10 procent supernov je tohoto typu a není jim dobře rozuměno.“ Řekla Zigglestra. „Skutečnost, že SN1181 byla slabá, ale velmi pomalu vybledla, odpovídá tomuto žánru. Je to jediná událost, jako je tato, kde můžeme studovat jak zbývající mlhovinu, tak sloučenou hvězdu a také získat popis samotného výbuchu. Je dobré být schopen vyřešit historickou a astronomickou záhadu. “

DOI: Astrophysical Journal Letters, 2021. 10,3847/2041-8213/ac2253 (O DOI).