Một nghiên cứu về tia X phát ra từ tàn dư của siêu tân tinh 1572 cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thấy một ngôi sao đồng hành đã kích hoạt vụ nổ.
Các nhà thiên văn học giờ đây có thể biết nguyên nhân của vụ nổ siêu tân tinh lịch sử - siêu tân tinh có tên là Tycho Ngôi sao - có sự xuất hiện trên bầu trời Trái đất trong hơn 18 tháng năm 1572 được theo dõi bởi nhà thiên văn học huyền thoại người Đan Mạch Tycho Brahe. Biết nguyên nhân của siêu tân tinh cũng có thể giúp các nhà thiên văn học điều tra năng lượng tối trong vũ trụ. Đài quan sát tia X của NASA Chand Chandra cho phép các nhà thiên văn học thực hiện nghiên cứu này, cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thấy một ngôi sao có thể sống sót sau tác động nổ được tạo ra khi ngôi sao đồng hành của nó đi siêu tân tinh. Kết quả nghiên cứu sẽ xuất hiện trong số ra ngày 1 tháng 5 năm 2011 của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Nghiên cứu mới đã kiểm tra tàn dư của một siêu tân tinh - được gọi đơn giản là Tycho. Đám mây trong không gian này - đã được mở rộng trong nhiều thế kỷ và cách xa 13.000 năm ánh sáng - được tạo ra bởi thứ mà ngày nay nhà thiên văn học của Nhật Bản đã phân loại là siêu tân tinh Loại 1a. Những loại vật thể này rất hữu ích trong việc đo khoảng cách thiên văn vì độ sáng đáng tin cậy của chúng. Siêu tân tinh loại 1a đã được sử dụng để xác định rằng vũ trụ đang giãn nở với tốc độ gia tốc, một hiệu ứng được quy cho năng lượng tối - một lực đẩy vô hình, đẩy lùi trong không gian.
Tàn dư siêu tân tinh Tycho. Vòng cung nhỏ màu xanh, phía dưới bên trái, đại diện cho vật liệu thổi từ ngôi sao đồng hành. Tín dụng: NASA / CXC / Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc / F. Lu et al
Một nhóm các nhà nghiên cứu đã phân tích một quan sát sâu sắc của Chandra về tàn dư siêu tân tinh Tycho và tìm thấy một vòng cung phát xạ tia X. Bằng chứng ủng hộ kết luận rằng sóng xung kích tạo ra vòng cung khi một ngôi sao lùn trắng - ngôi sao tồn tại trước siêu tân tinh - đã phát nổ và thổi bay vật chất khỏi bề mặt của một ngôi sao đồng hành gần đó.
Fangjun Lu thuộc Viện Vật lý năng lượng cao, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc tại Bắc Kinh, cho biết:
Đã có một câu hỏi từ lâu về nguyên nhân gây ra siêu tân tinh loại 1a. Bởi vì chúng được sử dụng như đèn hiệu ổn định của ánh sáng trên khoảng cách rộng lớn, điều quan trọng là phải hiểu những gì kích hoạt chúng.
Click vào hình để xem lớn hơn. Tín dụng hình ảnh: NASA / CXC / M. WEiss
Một kịch bản phổ biến cho siêu tân tinh loại 1a liên quan đến sáp nhập hai sao lùn trắng. Trong trường hợp này, không tồn tại ngôi sao đồng hành hoặc bằng chứng nào cho tài liệu bị loại bỏ khỏi người bạn đồng hành.
Trong lý thuyết cạnh tranh chính khác, một sao lùn trắng kéo vật liệu từ một ngôi sao đồng hành giống như mặt trời cho đến khi một vụ nổ nhiệt hạch xảy ra. Cả hai kịch bản có thể thực sự xảy ra trong các điều kiện khác nhau, nhưng kết quả Chandra mới nhất từ tàn dư siêu tân tinh 1572 hỗ trợ cho ý tưởng sau.
Ngoài ra, nghiên cứu gần đây về tàn dư siêu tân tinh Tycho dường như cho thấy khả năng phục hồi đáng chú ý của các ngôi sao. Đó là, vụ nổ siêu tân tinh năm 1572 dường như đã thổi bay rất ít vật liệu ra khỏi ngôi sao đồng hành. Làm thế nào để chúng ta biết ngôi sao nào trong số hàng tỷ người trong không gian là bạn đồng hành với sao lùn trắng tạo ra siêu tân tinh 1572? Các nghiên cứu trước đây với kính viễn vọng quang học đã tiết lộ một ngôi sao trong tàn dư siêu tân tinh đang di chuyển nhanh hơn nhiều so với các nước láng giềng, gợi ý rằng nó có thể là người bạn đồng hành bị mất tích.
Q. Daniel Wang của Đại học Massachusetts ở Amherst, giải thích:
Có vẻ như ngôi sao đồng hành này ở ngay bên cạnh một vụ nổ cực kỳ mạnh mẽ và nó vẫn sống sót tương đối bình thường. Có lẽ, nó cũng đã được cho một cú đá khi vụ nổ xảy ra. Cùng với vận tốc quỹ đạo, cú đá này khiến người bạn đồng hành bây giờ di chuyển nhanh chóng trên không gian.
Hình ảnh x quang thấp của Tycho. Tín dụng hình ảnh: NASA / CXC / Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc / F. Lu et al
Sử dụng các thuộc tính của cung tia X và người bạn đồng hành của sao, nhóm nghiên cứu đã xác định chu kỳ quỹ đạo và khoảng cách giữa hai ngôi sao trong hệ nhị phân trước vụ nổ. Thời gian được ước tính là khoảng 5 ngày và khoảng cách chỉ khoảng một phần triệu của một năm ánh sáng, hoặc ít hơn một phần mười khoảng cách giữa mặt trời và Trái đất của chúng ta. So sánh, tàn dư siêu tân tinh hiện tại khoảng 20 năm ánh sáng.
Các chi tiết khác của vòng cung hỗ trợ cho ý tưởng rằng nó đã bị thổi bay khỏi ngôi sao đồng hành. Ví dụ, phát xạ tia X của tàn dư cho thấy một bóng tối rõ ràng bên cạnh cung, phù hợp với việc ngăn chặn các mảnh vỡ từ vụ nổ bằng hình nón mở rộng của vật liệu bị tước khỏi người bạn đồng hành.
Lư nói:
Vật liệu sao bị tước này là mảnh ghép còn thiếu của câu đố khi cho rằng siêu tân tinh Tycho đã được kích hoạt trong hệ nhị phân với một người bạn đồng hành sao bình thường. Bây giờ chúng tôi dường như đã tìm thấy mảnh này.
Hình dạng của vòng cung khác với bất kỳ tính năng nào khác nhìn thấy trong tàn dư. Các tính năng khác trong phần bên trong của tàn dư bao gồm các sọc được công bố gần đây, có hình dạng khác và được cho là các tính năng trong sóng nổ bên ngoài gây ra bởi gia tốc tia vũ trụ.
Tóm tắt: Một nhóm các nhà khoa học đã nghiên cứu tàn dư của Tycho's Star, siêu tân tinh nổi tiếng năm 1572. Nghiên cứu mới đã sử dụng dữ liệu từ Đài quan sát tia X Chandra của NASA để kết luận rằng tàn dư mở rộng này - từ siêu tân tinh Loại 1a - hỗ trợ lý thuyết siêu tân tinh nổ 1 sau khi một sao lùn trắng kéo vật chất từ người bạn đồng hành giống như mặt trời. Các nhà thiên văn học này sẽ công bố phát hiện của họ trong số ra ngày 1 tháng 5 năm 2011 của Tạp chí Vật lý thiên văn.