La supernova vista per la prima volta nel 1181 rilascia filamenti luminosi

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Quando nel 1181 fu vista una supernova brillare nel cielo notturno per sei mesi, era così brillante che gli astronomi cinesi e giapponesi la registrarono come una “stella ospite” nella costellazione di Cassiopea.

Ora, gli astronomi utilizzando il Keck Cosmic Web Imager, o KCWI, presso l’Osservatorio W.M Keck alle Hawaii, hanno mappato un campo di strani filamenti che si estendono lontano dal punto in cui è esplosa la stella.

Questa è la prima volta che i filamenti morbidi, simili a denti di leone, sono stati osservati in 3D mentre fluiscono lontano dal luogo dell’esplosione attorno alla stella morta. I ricercatori hanno condiviso i risultati del loro lavoro, che forniscono nuova chiarezza sulla struttura dei resti di supernova, in un articolo pubblicato il 24 ottobre. Lettere del diario astrofisico.

“Un’immagine standard di un resto di supernova sarebbe un’immagine fissa di uno spettacolo pirotecnico”, ha detto in una dichiarazione il coautore dello studio Christopher Martin, professore di fisica al Caltech e leader del team che ha costruito l’imager.
“KCWI ci offre qualcosa di simile a un ‘filmato’ in cui possiamo misurare il movimento delle braci dell’esplosione mentre emergono dall’eruzione centrale”.

Questa scoperta aggiunge un altro pezzo al puzzle mentre gli astronomi cercano di comprendere i resti lasciati da questa insolita supernova. In questo caso, i filamenti si irradiano lontano dalla “stella zombie” creata dall’esplosione. Ogni volta che i ricercatori osservano una supernova, scoprono nuove sorprese.

La ricerca di prove visive della supernova, chiamata SN 1181, è continuata per secoli prima che l’astronomo dilettante Dana Bachek ne scoprisse per la prima volta i resti nel 2013.

Bachek ha scoperto una nebulosa vicino al sito originale della supernova mentre esaminava le immagini scattate dalla missione Wide Field Infrared Survey della NASA, ora in pensione. Successivamente presentò Albert Zijlstra, professore di astrofisica all’Università di Manchester in Inghilterra La relazione tra la nebulosa e SN 1181 Nel 2021.

La nebulosa, una nube di materiale espulsa da una supernova, si chiama Pa 30.

Poi, nel 2023, gli astronomi avvistarono strani filamenti che brillavano di luce sulfurea all’interno della nebulosa. Gli scienziati sanno che la supernova ha creato le stringhe, ma non è chiaro come e quando si siano formate queste strutture.

La supernova del 1181 non fu una normale esplosione stellare. Gli scienziati ritengono che questo evento sia il risultato di un’esplosione termonucleare avvenuta su una nana bianca o su una densa stella morta. Due stelle nane bianche potrebbero essersi scontrate per formare una supernova. Ma l’impatto creò solo un’esplosione parziale.

Le violente esplosioni di supernova di solito distruggono le nane bianche, ma l’esplosione parziale, nota come supernova di tipo raro, ha invece lasciato dietro di sé una stella zombie.

“Poiché si è trattato di un’esplosione fallita, era più debole delle normali supernove, il che ha dimostrato di essere coerente con i documenti storici”, ha detto in un articolo la coautrice dello studio Ilaria Caiazzo, assistente professore presso l’Istituto di Scienza e Tecnologia in Austria. dichiarazione.

Per osservare più da vicino i filamenti lasciati dalla strana esplosione, gli astronomi si sono rivolti al Keck Cosmic Web Imager. Lo strumento è progettato per acquisire informazioni per ciascun pixel in un’immagine su più lunghezze d’onda della luce.

I potenti dati acquisiti dallo strumento hanno permesso al team di misurare i movimenti di ciascun filo e creare una mappa 3D. Mentre i filamenti che si muovono verso la Terra si trovano nella parte più blu e ad alta energia della luce visibile che l’occhio umano può vedere, i filamenti che si muovono nella direzione opposta appaiono più rossi.

È simile all’effetto Doppler osservato quando i veicoli di emergenza accendono le sirene; Il clacson di un’auto in avvicinamento suonerà a una frequenza più alta, ma quando ti allontani, le onde sonore si espandono ed emettono una frequenza più bassa.

Il Keck Cosmic Web Imager ha consentito misurazioni della velocità di qualsiasi materiale all’interno della nebulosa che emetteva luce. Quando il team ha analizzato i dati, ha scoperto che i filamenti volavano via dal sito della supernova a una velocità di 2,2 milioni di miglia orarie (circa 1.000 chilometri al secondo).

“Abbiamo scoperto che il materiale nei filamenti si sta espandendo balisticamente”, ha affermato Tim Cunningham, autore principale dello studio e Hubble Fellow della NASA presso il Centro di Astrofisica. Harvard e Smithsonian, in una dichiarazione. “Ciò significa che il materiale non è stato rallentato o accelerato dopo l’esplosione. Dalle velocità misurate e guardando indietro nel tempo, è possibile individuare approssimativamente l’esplosione nell’anno 1181.”

Sebbene la luce della supernova raggiunse per la prima volta la Terra il 6 agosto 1181, l’esplosione avvenne molto prima. La stella si trovava a 7.500 anni luce dalla Terra, quindi ci sono voluti 7.500 anni perché la luce brillante della supernova diventasse visibile nel cielo notturno della Terra, ha detto Zijlstra, che non è stato coinvolto nel nuovo studio.

I dati 3D hanno anche evidenziato nuovi misteri, come una grande cavità all’interno della struttura della nebulosa, nonché la prova che la supernova si è formata in modo asimmetrico.

I filamenti sembrano irradiarsi da un guscio esterno che si estende dalla stella centrale, ha detto Cunningham. Ma il team non è ancora sicuro di come si formino i filamenti.

“Ci sono due scenari proposti: 1) un’onda d’urto che si muove indietro verso la stella fa sì che la polvere sublimi in gas caldo, che poi si raffredda rapidamente e si raccoglie in filamenti diritti oppure 2) grumi di polvere vengono strappati via dai veloci venti del pianeta. stella centrale”, ha detto Cunningham in una e-mail. “Le nostre osservazioni non sono in grado di distinguere tra questi due modelli, e sono necessarie ulteriori osservazioni e teorie per comprendere questa nebulosa, ma le nostre osservazioni hanno fornito un importante pezzo del puzzle!”

L’anno scorso sono stati condotti studi per far luce sui segreti dei fili dopo che un documento di ricerca li aveva rivelati nel 2023.

Sebbene i filamenti lineari siano insoliti per una supernova, Zijlstra ha detto che assomigliano a caratteristiche viste nelle nebulose planetarie, o agli involucri luminosi di gas attorno alle stelle morenti, come le nebulose planetarie. La Nebulosa Anello Meridionale E Nebulosa ad anello Osservato dal telescopio spaziale James Webb.

La struttura unica dei filamenti “ha rappresentato una grande sfida da spiegare fisicamente, soprattutto considerando che i filamenti (precedentemente) osservati sembravano estendersi dalle regioni centrali a quelle esterne”, ha affermato Takatoshi Ko, uno studente di dottorato presso il Center for Early Universe Research di Harvard. . Università di Tokio.

Kuo non è stato coinvolto nelle nuove osservazioni del Keck Cosmic Web Imager, ma lui e i suoi colleghi sì ha pubblicato uno studio All’inizio di quest’anno, era stato suggerito che i resti della supernova fossero costituiti da più regioni, rendendo difficile conciliare l’esatta composizione dei filamenti.

Le osservazioni del nuovo studio mostrano che i filamenti si estendono solo attraverso le regioni esterne della nebulosa, piuttosto che dal centro verso l’esterno, aggiungendo ulteriori prove all’idea che ci siano più regioni all’interno del resto della supernova, ha detto Kuo. Più i ricercatori chiariscono la struttura dei filamenti, più è probabile che scoprano in primo luogo cosa ha formato il dente di leone cosmico.