Figur 1:Ultraviolett och synligt ljus ljuskurvor för SLSN Gaia16apd (öppna cykler) visas tillsammans med beräknade ljuskurvor för stötsamverkande supernova (heldragna linjer, från tidningen av Tolstov et al.). UV-ljus från Gaia16apd är 3-4 gånger starkare än synligt ljus. Kredit:University of Tokyo
Ett internationellt team av forskare har upptäckt ett sätt att använda observationer vid ultravioletta (UV) våglängder för att avslöja egenskaper hos superluminösa supernovor som tidigare var omöjliga att fastställa, rapporterar en ny studie publicerad i Astrophysical Journal Letters den 3 augusti, 2017.
Laget, ledd av Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) projektforskare Alexey Tolstov, studera stjärnexplosioner som kallas Superluminous Supernovae (SLSNe), en extra ljus typ av supernova som upptäckts under det senaste decenniet och som är 10 till 100 gånger ljusare än vanliga supernovor. Nyligen, teamet träffade Gaia16apd i en svag dvärggalax 1,6 miljarder ljusår bort.
Denna SLSNe hade en extraordinär UV-ljusstrålning för en supernova av sitt slag, men ingen kunde förklara vilken explosionsmekanism som kunde producera den funktionen. Teoretiker har diskuterat att Gaia16apd skulle kunna passa ett av tre SLSNe-scenarier. Dessa är supernovan med parinstabilitet, har en stor massa av radioaktivt nickel-56, eller en magnetardriven supernova där det skulle finnas en snabbt snurrande och starkt magnetiserad neutronstjärna som en extra energikälla, eller en chocksamverkande supernova där supernovautkastet skulle interagera med den omgivande täta cirkumstellära materien (Figur 2).
Forskare från Kavli IPMU bestämde sig därför för att simulera varje modell med hjälp av flerfärgsstrålningshydrodynamik för att studera ljus i olika färger och våglängdsområden och se om någon av simuleringarna matchade den observerade supernovan. Dessa simuleringar producerade ultraviolett, kurvor för synligt ljus och infrarött ljus, fotosfärisk radie och hastighet, gör det möjligt att undersöka explosionens utseende vid vilken våglängd som helst.
Figur 2:Konstnärens uppfattning om tre populära SLSN-scenarier:chockinteragerande, magnetardriven och parinstabil supernova. SLSN Gaia16apd är med största sannolikhet en chockinteragerande supernova där utstrålande chockvågor lätt producerar enorma mängder UV-ljus. Kredit:University of Tokyo
Inte bara upptäckte de att Gaia16apd med största sannolikhet var en chockinteragerande supernova, Tolstov och hans team hittade ett sätt att modellera tre olika scenarier vid UV-våglängder med samma numeriska teknik. I framtiden, deras teknik kan hjälpa forskare att identifiera explosionsmekanismen för supernova de observerar.
"Den aktuella studien tar ytterligare ett steg till förståelsen av superluminous supernovas fysik och hjälper till att identifiera scenariet för explosionen. Observationerna och mer detaljerade modellering av de märkliga föremål som liknar Gaia16apd är mycket efterfrågade för att ta reda på naturen av fenomenet superluminous supernovor, sa Tolstov.
Nästa steg i deras forskning kommer att vara att tillämpa simuleringar på andra SLSNe, och göra mer realistiska m
