Många rockstjärnor gillar inte att följa reglerna, och en kosmisk är inget undantag. Ett team av astronomer har upptäckt att en utomordentligt ljus supernova inträffade på en överraskande plats. Denna "tungmetall" supernovaupptäckt utmanar nuvarande idéer om hur och var sådana superladdade supernovor uppstår.
Supernovor är några av de mest energiska händelserna i universum. När en massiv stjärna får slut på bränsle, den kan kollapsa på sig själv och skapa en spektakulär explosion som kort överglänser en hel galax, sprider viktiga element i rymden.
Under det senaste decenniet, astronomer har upptäckt ett femtiotal supernovor, av de tusentals kända, som är särskilt kraftfulla. Dessa explosioner är upp till 100 gånger ljusare än andra supernovor orsakade av kollapsen av en massiv stjärna.
Efter den senaste upptäckten av en av dessa "superluminous supernovor", ett team av astronomer ledda av Matt Nicholl från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i Cambridge, Massa., har avslöjat viktiga ledtrådar om var några av dessa extraordinära föremål kommer ifrån.
Cambridge University Arancha Delgado och hennes team upptäckte denna supernova, dubbad SN 2017egm, den 23 maj, 2017 med Europeiska rymdorganisationens Gaia-satellit. Ett team ledd av Subo Dong från Kavli-institutet för astronomi och astrofysik använde Nordic Optical Telescope för att identifiera den som en superluminous supernova.
SN 2017egm ligger i en spiralgalax cirka 420 miljoner ljusår från jorden, vilket gör den ungefär tre gånger närmare än någon annan superluminös supernova som tidigare setts. Dong insåg att galaxen var mycket överraskande, eftersom praktiskt taget alla kända superluminous supernovor har hittats i dvärggalaxer som är mycket mindre än spiralgalaxer som Vintergatan.
Bygger på denna upptäckt, CfA-teamet fann att SN 2017egms värdgalax har en hög koncentration av grundämnen tyngre än väte och helium, som astronomer kallar "metaller". Detta är det första tydliga beviset för en metallrik födelseplats för en superluminös supernova. Dvärggalaxerna som vanligtvis är värd för superluminous supernovor är kända för att ha en låg metallhalt, som ansågs vara en viktig ingrediens för att göra dessa explosioner.
"Superluminous supernovor var redan supernovavärldens rockstjärnor, " sa Nicholl. "Vi vet nu att några av dem gillar heavy metal, så att säga, och explodera i galaxer som vår egen Vintergatan."
"Om en av dessa gick av i vår egen galax, den skulle vara mycket ljusare än någon supernova i mänsklig historia och skulle vara lika ljus som fullmånen, " sa medförfattaren Edo Berger, även från CfA. "Dock, de är så sällsynta att vi förmodligen måste vänta flera miljoner år för att se en."
CfA-forskarna hittade också fler ledtrådar om arten av SN 2017egm. Särskilt, deras nya studie stöder tanken att ett snabbt snurrande, starkt magnetiserad neutronstjärna, kallas en magnetar, är troligen motorn som driver den otroliga mängden ljus som genereras av dessa supernovor.
Medan ljusstyrkan hos SN 2017egm och egenskaperna hos magnetaren som driver den överlappar de hos andra superluminösa supernovor, mängden massa som kastas ut av SN 2017egm kan vara lägre än den genomsnittliga händelsen. Denna skillnad kan tyda på att den massiva stjärnan som ledde till SN 2017egm förlorade mer massa än de flesta superluminösa supernova -stamfäder innan den exploderade. Magnetarens spinhastighet kan också vara långsammare än genomsnittet.
Dessa resultat visar att mängden metaller som mest bara har en liten effekt på egenskaperna hos en superluminös supernova och motorn som driver den. Dock, den metallrika sorten förekommer endast i cirka 10 % av andelen av de metallfattiga. Liknande resultat har hittats för utbrott av gammastrålar i samband med explosionen av massiva stjärnor. Detta tyder på en nära koppling mellan dessa två typer av objekt.
Från den 4 juli, 2017 till 16 september, 2017 är supernovan inte observerbar eftersom den är för nära solen. Efter det, detaljerade studier bör vara möjliga under åtminstone några år till.
"Detta borde slå alla rekord för hur länge en superluminous supernova kan följas", sa medförfattaren Raffaella Margutti från Northwestern University i Evanston, Illinois. "Jag är spänd på att se vilka andra överraskningar detta objekt har i beredskap för oss."
CfA-teamet observerade SN 2017egm den 18 juni med 60-tums teleskopet vid Smithsonian Astrophysical Observatorys Fred Lawrence Whipple Observatory i Arizona.
