Στις 23 Φεβρουαρίου 1987, το φως από ένα γιγάντιο, εκρηκτικό αστέρι έφτασε στη Γη. Το γεγονός, το οποίο έλαβε χώρα στο Μεγάλο Μαγγελάνικο σύννεφο, ένας μικρός γαλαξίας 168.000 έτη φωτός μακριά που περιβάλλει τον Γαλαξία μας, ήταν η πλησιέστερη σουπερνόβα που συνέβη στα 400 περίπου χρόνια και η πρώτη από την εφεύρεση των σύγχρονων τηλεσκοπίων.
Πάνω από 30 χρόνια αργότερα, μια ομάδα χρησιμοποίησε παρατηρήσεις ακτίνων Χ και φυσικές προσομοιώσεις για να μετρήσει με ακρίβεια τη θερμοκρασία των στοιχείων στο αέριο γύρω από το νεκρό αστέρι για πρώτη φορά. Καθώς τα υπερβολικά κύματα σοκ από την καρδιά του σουπερνόβα χτυπάνε σε άτομα στο περιβάλλον αέριο, θερμαίνουν τα άτομα αυτά σε εκατοντάδες εκατομμύρια βαθμούς Φαρενάιτ.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στις 21 Ιανουαρίου στο περιοδικό Nature Astronomy.
Βγες έξω με ένα κτύπημα
Όταν τα γιγάντια αστέρια φθάνουν στα γηρατειά, τα εξωτερικά τους στρώματα ξεθωριάζουν και κρυώνουν σε τεράστιες, παραμένουσες δομές γύρω από το αστέρι. Ο πυρήνας του αστεριού δημιουργεί μια εντυπωσιακή έκρηξη υπερκαινοφανών, αφήνοντας πίσω είτε ένα αστέρι νετρονίων με υπερβολική πυκνότητα είτε μια μαύρη τρύπα. Τα κύματα των κραδασμών από την έκρηξη ξεκινούν με το ένα δέκατο της ταχύτητας του φωτός και χτυπούν το περιβάλλον αέριο, θερμαίνοντάς το και καθιστώντας το λάμπει με φωτεινές ακτινογραφίες.
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra με ακτίνες Χ της NASA παρακολουθεί τις εκπομπές από τη σουπερνόβα 1987Α, καθώς το νεκρό άστρο είναι γνωστό, καθώς το τηλεσκόπιο ξεκίνησε πριν από 20 χρόνια. Εκείνη την εποχή, η supernova 1987A εξέπληξε τους ερευνητές ξανά και ξανά, ο David Burrows, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας και συν-συγγραφέας της νέας εφημερίδας, είπε στη Live Science. "Μια μεγάλη έκπληξη ήταν η ανακάλυψη μιας σειράς τριών δαχτυλιδιών γύρω από αυτό", είπε.
Από το 1997, το κύμα κλονισμού από το supernova 1987A έχει αλληλεπιδράσει με τον εσώτατο δακτύλιο, που ονομάζεται ισημερινός δακτύλιος, δήλωσε ο Burrows. Χρησιμοποιώντας το Chandra, αυτός και η ομάδα του παρακολουθούν το φως που δημιουργείται από τα κύματα κλονισμού καθώς αλληλεπιδρούν με τον ισημερινό δακτύλιο για να μάθουν πώς θερμαίνεται το αέριο και η σκόνη στο δαχτυλίδι. Ήθελαν να καταλάβουν τις θερμοκρασίες διαφόρων στοιχείων του υλικού καθώς το μέτωπο σοκ το κατακλύζει, ένα μακροχρόνιο ζήτημα που ήταν δύσκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια.
Για να βοηθήσει στις μετρήσεις, η ομάδα δημιούργησε λεπτομερείς υπολογιστικές 3D προσομοιώσεις του σουπερνόβα που ξεχώρισαν τις πολλές διεργασίες που έπαιξαν - την ταχύτητα του κρουστικού κύματος, τη θερμοκρασία του αερίου και τα όρια ανάλυσης των οργάνων της Chandra. Από εκεί, μπόρεσαν να αποτυπώσουν τη θερμοκρασία μιας ευρείας γκάμας στοιχείων, από τα ελαφρά άτομα όπως το άζωτο και το οξυγόνο, μέχρι τα βαριά αυτά όπως το πυρίτιο και ο σίδηρος, δήλωσε ο Burrows. Οι θερμοκρασίες κυμαίνονταν από εκατομμύρια έως εκατοντάδες εκατομμύρια βαθμούς.
Τα ευρήματα παρέχουν σημαντικές πληροφορίες για τη δυναμική του supernova 1987A και βοηθούν τα μοντέλα δοκιμών ενός ειδικού τύπου εμπρός σοκ, Jacco Vink, ένας αστροφυσικός υψηλής ενέργειας στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ στις Κάτω Χώρες, ο οποίος δεν συμμετείχε στην εργασία, δήλωσε στους Live Επιστήμη.
Επειδή τα φορτισμένα σωματίδια από την έκρηξη δεν χτυπούν τα άτομα στο περιβάλλον αέριο, αλλά μάλλον διασκορπίζουν τα άτομα αερίου χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, αυτό το σοκ είναι γνωστό ως σοκ χωρίς σύγκρουση, πρόσθεσε. Η διαδικασία είναι κοινή σε όλο το σύμπαν και έτσι η καλύτερη κατανόηση θα βοηθήσει τους ερευνητές με άλλα φαινόμενα, όπως η αλληλεπίδραση του ηλιακού ανέμου με το διαστρικό υλικό και οι κοσμολογικές προσομοιώσεις για το σχηματισμό μεγάλης κλίμακας δομής στο σύμπαν.
