Exploderande stjärna i 3D

Illustration: ESO.
Illustration: ESO.

Med hjälp av ESO:s jätteteleskop VLT (Very Large Telescope) har astronomer för första gången gett en tredimensionell bild över den inre delen av materialet som kastats ut i rymden från en stjärna som nyligen exploderat, en supernova. Smällen var enligt astronomerna inte bara kraftfull, den var också mer koncentrerad åt ett håll, vilket tyder starkt på att supernovan måste ha varit mycket asymmetrisk. Det i sin tur stödjer de senaste datormodellerna av supernovaexplosioner.

Solen kommer att gå en rätt stillsam död till mötes jämfört med supernovor som kastar ut stora mängder materia i rymden. Bland supernovorna framstår supernovan 1987A (SN 1987A) i den närliggande galaxen Stora magellanska molnet i en klass för sig. Den var när den sågs för första gången 1987 den första supernovan på 383 år som kunde ses med blotta ögat. Dess närhet har gjort att astronomer har kunnat studera en tung stjärnas explosion och dess efterdyningar i mer detalj än vad som tidigare varit möjligt. Inom den moderna astronomin har få händelser mötts med större entusiasm bland forskare.

SN 1987A har varit en guldgruva för astrofysiker. Den har gett upphov till flera unika upptäckter.  Några exempel: de första neutriner som detekterats från när en stjärnas inre kärna kollapsade och utlöste explosionen, tecken på en asymmetrisk explosion, direkta observationer av radioaktiva grundämnen som skapades i smällen, observationer av hur stoft bildades i supernovan samt upptäckten av supernovans växelverkan med tidigare utkastad materia.

Nya observationer med instrumentet Sinfoni som sitter på ESO:s VLT (Very Large Telescope) har nu givit ännu djupare kunskap om explosionen. Astronomer har kunnat göra den allra första rekonstruktion i 3D av den söndersprängda stjärnans inre delar. Detta nya sätt att se på supernovan visar att explosionen var starkare och snabbare åt ett visst håll än åt andra. Det har gett resterna en oregelbunden form där vissa delar sträcker sig längre ut i rymden än andra. Sådant asymmetriskt beteende hos supernovor har förutspåtts av några av de senaste teoretiska datormodellerna, som har upptäckt att storskaliga instabiliteter uppstår under explosionen. De nya observationerna är alltså den första direkta bekräftelsen för sådana modeller.

Sinfoni är det ledande instrumentet i sitt slag och utan den precision som det ger hade teamet inte kunnat dra sina slutsatser. Instrumentets adaptivoptiksystem kunde motverka atmosfärens utsuddande påverkan på bilderna, medan en annan teknik, som kallas integralfältsspektroskopi, gjorde det möjligt för astronomerna att samtidigt studera flera delar av supernovans kaotiska kärna och därmed bygga upp en tredimensionell bild.

Karina Kjær, huvudförfattare till en forskningsartikel om resultaten av observationerna,  förklarar:
- Tredimensionell spektroskopi är en specialiserad teknik som gör att vi vid varje pixel får information om både gasens hastighet och dess egenskaper. Det betyder att utöver en vanlig bild får vi även hastigheten längs vår siktlinje. Vi vet både hur mycket tid som passerat sedan explosionen och att materian rör sig fritt utåt: därför kan vi konvertera hastigheten till ett avstånd. Det ger oss en bild av gasen som supernovan har kastat ut, som den ser ut både framifrån och från sidan.

Källa: ESO.