Den massiva stjärnan som exploderade för att bilda supernovan känd som Cassiopeia A hade med största sannolikhet en medföljande stjärna som ännu inte har upptäckts, en spektroskopisk analys av RIKENs astrofysiker föreslår. Detta kommer att ge ny impuls till ansträngningarna att hitta följeslagaren.

Supernovor är bland de mest våldsamma händelserna i universum. De uppstår när en massiv stjärna tar ut sitt bränsletillförsel och dess kärna kollapsar under stjärnans enorma gravitationskraft.

Medan teorier har lagts fram för att förklara processerna involverade, de har ännu inte bekräftats av observationer. "Explosionsmekanismerna för massiva stjärnor är ett långvarigt problem inom astrofysik, " noterar Toshiki Sato från RIKEN High Energy Astrophysics Laboratory. "Vi har teoretiska scenarier, men vi skulle vilja bekräfta dem genom observationer."

En viktig parameter för att studera utvecklingen av stjärnor är förhållandet mellan tyngre grundämnen och det lättaste elementet, väte – ett förhållande som kallas metalliciteten. Strax efter Big Bang, det fanns bara tre grundämnen:väte, helium och litium. Men med varje efterföljande generation av stjärnor, tyngre grundämnen har blivit allt rikligare.

Startmetalliciteten hos en stjärna är en viktig faktor för att avgöra dess öde. "Den initiala metalliciteten påverkar hur en stjärna dör, " säger Sato. "Så det är mycket viktigt att undersöka den initiala metalliciteten för att förstå hur en stjärna exploderade."

Nu, Sato och hans medarbetare har bestämt den initiala metalliciteten hos Cassiopeia A (Fig. 1) för första gången. De gjorde detta genom att kombinera data från de 13 observationerna av supernovan från Chandra X-ray Observatory under de senaste 18 åren för att hitta förhållandet mellan grundämnena mangan och krom vid tidpunkten för explosionen. Från detta förhållande, de uppskattade att den initiala metalliciteten för Cassiopeia A var lägre än solens.

Cassiopeia A är känd som en avskalad höljesupernova eftersom dess yttre lager av väte har tagits bort. Men den låga initiala metalliciteten antyder att stjärnvinden skulle ha varit för svag för att ta bort väteskiktet. Den enda förklaringen som återstår är att den togs bort av en sällskapsstjärna - ett överraskande fynd eftersom ingen indikation på en sällskapsstjärna hittills har hittats.

"Anledningen till att den inte har observerats kan bero på att den är en kompakt, svagt föremål som ett svart hål, en neutronstjärna eller en vit dvärg, " säger Sato. "Detta fynd ger alltså en ny riktning för att förstå ursprunget till Cassiopeia A. Vi hoppas att det kommer att leda till ett betydande framsteg när det gäller att förstå mekanismen för supernovaexplosioner."