繰り返される新星、そして最終的には超新星PTF 11kxを生成する連星系のアーティストの概念。 (クレジット:ロマーノ・コラディとカストロビア・アストロフィジカ・インスティトゥート)
数十年にわたって宇宙距離測定の「標準キャンドル」として使用されてきましたが、カリフォルニアのバークレー研究所でPalomar Transient Factoryチームが実施した最近の観測によると、タイプIa超新星はさまざまな種類の星系から生じる可能性があります。
地球上のこの場所から銀河系全体の距離を判断するのは簡単ではありません。天の川の中で、そして近くの銀河でさえ、定期的に脈動する星(セファイド変数と呼ばれます)から放出される光を使用して、空間内の領域がどれだけ離れているかを判断できます。しかし、私たち自身の銀河のローカルグループの外では、個々の星を解像することはできません。したがって、遠方の銀河がどれだけ離れているかを理解するために、天文学者ははるかに明るい天体からの光を使用することを学びました:タイプIa超新星50億太陽に相当する輝きを放ちます。
タイプIa超新星は、互いに周回する2つの星の特別なペアから作成されます。1つの超高密度白色矮星が、伴星から臨界質量(太陽よりも約40%重い)に到達するまで材料を引き込みます。過剰に詰め込まれた白色矮星は、突然、急速な一連の熱核反応を起こし、材料とエネルギーの信じられないほど明るい爆発で爆発します…宇宙全体に見えるビーコン。
タイプIa超新星のエネルギーと輝度は一貫して同じであることがわかっているため、地球から見たときの見かけの明るさによって距離を測定できます。暗い方は観測すると、銀河はより遠くにあります。この一見普遍的な類似性に基づいて、これらの超新星は非常に類似した状況下で作成する必要があると考えられていました。
パロマートランジェントファクトリーの共同調査に取り組んでいる天文学者の国際チームは、タイプIaの超新星を生み出す星のペアを初めて観測しました。 前駆細胞系 —星座リンクスにあります。 PTF 11kxと名付けられたこのシステムは、およそ6億光年離れていると推定されており、以前の(間接的ではありますが)観測では見られなかったカップリングに、白色矮星と赤い巨大星が含まれています。
「すべて似ているように見える熱核超新星がさまざまな種類の星から来ていることを発見するのはまったくの驚きです」と、ラスクンブレス天文台グローバル望遠鏡ネットワーク(LCOGT)のスタッフ科学者であり、 Scienceの8月24日号に掲載された論文。 「これらのイベントは、発生元が異なる場合、どのように非常に似ているのでしょうか?」
PTF 11kxの最初の観測は、カリフォルニア州のパロマー天文台にある48インチのサミュエルオシン望遠鏡に搭載されたロボット望遠鏡と、NSF、NASA、エネルギー省が提供する高速データパイプラインによって可能になりました。超新星は2011年1月16日に特定され、リック天文台からの後続の分光データによってサポートされ、続いてハワイのケック望遠鏡による即時の「緊急」観測が続きました。
「私たちは基本的に仲間のUCオブザーバーを呼び出し、タイムクリティカルなスペクトルを得るために彼らの観察を中断しました」と、ローレンスバークレー国立研究所の上級科学者であり、論文の共著者であるピーターヌジェントは言いました。
ケックの観測によると、PTF 11kx超新星後のシステムには、最近の超新星イベントでは発生し得なかった、ゆっくりと移動するガスとダストの雲が含まれています。代わりに、雲(リックの分光データでカルシウムが高く記録された)は、白色矮星が短時間発火して大気の外層を吹き飛ばした以前の新星イベントに由来しているに違いありません。その後、この膨張する雲は減速しているように見えました。これはおそらく、仲間の赤い巨人からの恒星風が原因でした。
(新星と超新星の違いは何ですか?NASAのステレオスポットが新星を読む)
最終的に、減速する新星雲は、超新星からの急速に移動するバーストの影響を受けました。これは、1月のイベントから2か月でカルシウム信号が急激に減少したことから明らかです。このカルシウムバーストは、事実上、超新星が新星に衝突し、新星を「光らせる」原因でした。
PTF 11kxの観測は、タイプIa超新星 できる 白色矮星が多分新星噴火を繰り返した前駆システムで発生します—多くの天文学者が以前は起こり得ないと考えていたシナリオ。これは、PTF 11kxがタイプIa超新星の完全に新しい種であることを意味することもあり、以前は目に見えず、まれでしたが、ユニークではありませんでした。
つまり、私たちの宇宙の「標準キャンドル」は、芯をトリミングする必要があるかもしれません。
「タイプ1aの超新星は銀河ごとにわずかに異なることを知っており、そのために調整を行っていますが、このPTF 11kxの観測は、これが起こる理由の最初の説明を提供しています」とNugentは述べました。 「この発見により、宇宙測定の精度を改善することができます。」
出典:Berkeley Labニュースセンター
挿入図:PTF 11kx観測(BJフルトン、ラスクンブレ観測所グローバル望遠鏡ネットワーク)/パロマー観測所の48インチサミュエルオシン望遠鏡ドーム。ビデオ:ロマーノコラーディとカストロリアデアストロフィシカインスティトゥート