Kinesiska astronomer som använder ESA:s rymdfarkost XMM-Newton har undersökt en lysande supernovarest (SNR) känd som W49B. Resultaten av den nya studien, presenteras i en artikel publicerad den 16 mars på arXiv.org, belysa egenskaperna hos denna SNR och arten av dess stamfader.

SNR är diffusa, expanderande strukturer till följd av en supernovaexplosion. De innehåller utstött material som expanderar från explosionen och annat interstellärt material som har svepts upp av stötvågens passage från den exploderade stjärnan.

Studier av supernovarester är viktiga för astronomer eftersom de spelar en nyckelroll i galaxernas utveckling, sprider de tunga grundämnena som gjordes i supernovaexplosionen i det interstellära mediet (ISM) och tillhandahåller den energi som behövs för att värma upp ISM. SNR tros också vara ansvariga för accelerationen av galaktiska kosmiska strålar.

Ligger troligen mellan 26, 000 och 36, 800 ljusår bort från jorden, W49B är en SNR med blandad morfologi. Det är en av de första supernovaresterna som upptäckts med rekombinerande (överjoniserat) plasma (RP) och även en av de mest lysande SNR i Vintergatan i 1,0 GHz-radiobandet eller GeV-gammastrålar.

Naturen hos W49B:s stamfader är fortfarande en öppen fråga. Den mest troliga hypotesen är att det är en core-collaps (CC) supernova, dock, vissa studier tyder på att det kan vara en termonukleär typ Ia SN, eller till och med jetdriven typ Ib/Ic-explosion. För att ta reda på vilket scenario som är sant, Lei Sun och Yang Chen från Nanjing University i Kina analyserade arkiv XMM-Newton observationer av W49B.

"Vi utför en omfattande röntgenspektroskopi och bildanalys av SNR W49B med hjälp av arkiverade XMM-Newton-data, " skrev astronomerna i tidningen.

Studien fann spektrala bevis för överjonisering av järn och även lättare element som kisel, natrium och kalcium, i den ejecta-dominerade heta plasman av W49B. Dessutom, forskningen begränsade termiska och joniseringsegenskaper hos RP i denna SNR.

Särskilt, forskningen fann att RP i W49B har en sammansättning med flera temperaturer och består av två komponenter med en total massa runt 4,6 solmassor. De två komponenterna visade sig båda domineras av ejecta-materialet, men kännetecknas av olika elektrontemperaturer (ca 1,60 och 0,64 keV) och rekombinationsåldrar (ungefär 6, 000 och 3, 400 år).

Vidare, XMM-Newton-data gav linjeflödesbilder och motsvarande breddkartor för olika emissionslinjer för W49B. Analys av denna datauppsättning indikerar att den centrala stavliknande strukturen hos SNR har det högsta emissionsmåttet för nästan alla emissionslinjer. Under tiden, fördelningarna av metallförekomster visar tydliga skiktade egenskaper.

Kemisk studie av ejecta i W49B fann att metallförekomstsförhållandena stöder scenariet för kärnkollaps-supernovaföräldrar (med en massa under 15 solmassor) för det studerade SNR. Vissa resultat pekar dock på en annan förklaring.

"Om W49B härrör från en CC-explosion, våra resultat tyder på att stamfadermassan är under 15 solmassor. Men det höga Mn-överflödet (Mn/Fe> 1) kommer att vara förvirrande i CC-sammanhang. Om W49B kommer från en typ Ia SN, våra resultat indikerar att metallförekomstsförhållandena ungefär kan överensstämma med en DDT-modell [fördröjd detonation] med multi-spot antändning, men det röntgenutsändande ejektet står bara för ~10 procent av det totala SN-ejektet, ", avslutade astronomerna.

© 2020 Science X Network