1987年2月23日、巨大な爆発する星からの光が地球に到達しました。私たちの天の川を一周する168,000光年離れた小さな銀河である大マゼラン星雲で起こったこの出来事は、400年近くで発生した最も近い超新星であり、現代の望遠鏡の発明以来最初のものでした。
30年以上後、チームは初めてX線観測と物理シミュレーションを使用して、死んだ星の周りのガス中の元素の温度を正確に測定しました。超新星の心臓からの超高速衝撃波が周囲のガス中の原子に激突すると、それらはそれらの原子を数億華氏に加熱します。
調査結果は、1月21日にNature Nature Astronomy誌に掲載されました。
ビッグバンでお出かけ
巨大な星が老齢に達すると、それらの外側の層が剥がれ落ちて、星の周りの巨大な残存構造物に冷却されます。星のコアは壮大な超新星爆発を生み出し、超高密度中性子星またはブラックホールを残します。爆発からの衝撃波は、光速の1/10の速度で移動し、周囲のガスに当たり、加熱されて明るいX線で輝きます。
NASAの宇宙ベースのチャンドラX線望遠鏡は、望遠鏡が20年前に打ち上げられて以来、死んだ星が知られているように、超新星1987Aからの放出を監視しています。その間、超新星1987Aは研究者を何度も驚かせました、ペンシルバニア州立大学の物理学者で、新しい論文の共著者であるデビッドバロウズは、Live Scienceに語りました。 「1つの大きな驚きは、その周りに一連の3つのリングが発見されたことでした」と彼は言った。
バロウズ氏は、1997年頃から、超新星1987Aからの衝撃波が赤道輪と呼ばれる最も内側の輪と相互作用していると述べた。彼と彼のグループは、チャンドラを使用して、赤道リングと相互作用する衝撃波によって生成される光を監視して、リング内のガスとダストがどのように加熱されるかを調べています。彼らは、衝撃前線がそれを飲み込むときに材料のさまざまな要素の温度を把握したかったのです。これは、正確に判断することが困難であった長年の問題です。
測定を支援するために、チームは、超新星の詳細な3Dコンピューターシミュレーションを作成しました。これは、衝撃波の速度、ガスの温度、チャンドラの計器の分解能限界など、多くのプロセスの絡みを解きほぐします。そこから、窒素や酸素などの軽い原子から、シリコンや鉄などの重い原子まで、幅広い元素の温度を特定することができたとバロウズ氏は語った。気温は数百万から数億の範囲でした。
調査結果は、超新星1987Aのダイナミクスへの重要な洞察を提供し、特定のタイプの衝撃波フロントのテストモデルに役立ちます。この作業に関与しなかったオランダのアムステルダム大学の高エネルギー宇宙物理学者であるJacco Vink理科。
爆風からの荷電粒子は周囲のガス中の原子に衝突するのではなく、電界と磁場を使用してガス原子を散乱させるため、この衝撃は無衝突衝撃として知られていると彼は付け加えた。プロセスは宇宙全体で共通であり、それをよりよく理解することは、太陽風と星間物質との相互作用や宇宙での大規模構造の形成に関する宇宙論的シミュレーションなど、他の現象を持つ研究者に役立つでしょう。
