Astronomer vrider tillbaka klockan på de expanderande resterna av en närliggande, exploderad stjärna. Genom att använda NASA:s rymdteleskop Hubble, de spårade tillbaka det snabba splitter från explosionen för att beräkna en mer exakt uppskattning av platsen och tiden för stjärndetonationen.

Offret är en stjärna som exploderade för länge sedan i det lilla magellanska molnet, en satellitgalax till vår Vintergatan. Den dömda stjärnan lämnade efter sig en expanderande, gasformigt lik, en supernovarest som heter 1E 0102.2-7219, som NASA:s Einstein-observatorium först upptäckte i röntgenstrålar. Som detektiver, forskare sållade igenom arkivbilder tagna av Hubble, analysera observationer av synligt ljus som gjorts med 10 års mellanrum.

Forskargruppen, ledd av John Banovetz och Danny Milisavljevic från Purdue University i West Lafayette, Indiana, mätte hastigheterna för 45 grodyngelformade, syrerika klumpar av ejekta som slungats av supernovaexplosionen. Joniserat syre är ett utmärkt spårämne eftersom det lyser starkast i synligt ljus.

För att beräkna en exakt explosionsålder, astronomerna valde ut de 22 snabbast rörliga utstötningsklumparna, eller knutar. Forskarna fastställde att dessa mål var minst sannolikt att ha bromsats upp genom passage genom interstellärt material. De spårade sedan knutarnas rörelse bakåt tills utstötningen smälte samman vid en punkt, identifiera explosionsplatsen. När det väl var känt, de kunde beräkna hur lång tid det tog de snabba knutarna att resa från explosionscentret till sin nuvarande plats.

Enligt deras uppskattning, ljuset från explosionen anlände till jorden 1, 700 år sedan, under det romerska imperiets förfall. Dock, supernovan skulle bara ha varit synlig för invånare på jordens södra halvklot. Tyvärr, det finns inga kända uppgifter om denna titaniska händelse.

Forskarnas resultat skiljer sig från tidigare observationer av supernovans sprängplats och ålder. Tidigare studier, till exempel, anlände vid explosionsåldern av 2, 000 och 1, 000 år sedan. Dock, Banovetz och Milisavljevic säger att deras analys är mer robust.

"En tidigare studie jämförde bilder tagna med års mellanrum med två olika kameror på Hubble, Wide Field Planetary Camera 2 och Advanced Camera for Surveys (ACS), " sade Milisavljevic. "Men vår studie jämför data tagna med samma kamera, ACS, gör jämförelsen mycket mer robust; knutarna var mycket lättare att spåra med samma instrument. Det är ett bevis på Hubbles livslängd att vi kunde göra en så ren jämförelse av bilder tagna med 10 års mellanrum."

Astronomerna utnyttjade också de skarpa ACS-bilderna när de valde vilka utstötande klumpar som skulle analyseras. I tidigare studier, forskare beräknade en explosionsålder i genomsnitt av hastigheten på allt gasformigt skräp. Dock, ACS-data avslöjade regioner där ejektan saktade ner eftersom den slog in i tätare material som stjärnan fällde innan den exploderade som en supernova. Forskare inkluderade inte dessa knutar i provet. De behövde utkastet som bäst återspeglade deras ursprungliga hastigheter från explosionen, använder dem för att bestämma en exakt åldersuppskattning av supernovaexplosionen.

Hubble klockade också hastigheten för en misstänkt neutronstjärna - den krossade kärnan av den dömda stjärnan - som kastades ut från explosionen. Baserat på deras uppskattningar, neutronstjärnan måste röra sig i mer än 2 miljoner miles per timme från explosionens centrum för att ha nått sin nuvarande position. Den misstänkta neutronstjärnan identifierades i observationer med European Southern Observatorys Very Large Telescope i Chile, i kombination med data från NASA:s Chandra X-ray Observatory.

"Det är ganska snabbt och i yttersta änden av hur snabbt vi tror att en neutronstjärna kan röra sig, även om den fick en kick av supernovaexplosionen, ", sa Banovetz. "Mer nyare undersökningar ifrågasätter om objektet faktiskt är den överlevande neutronstjärnan från supernovaexplosionen. Det är potentiellt bara en kompakt klump av supernovautkast som har tänts upp, och våra resultat stöder generellt denna slutsats."

Så jakten kan fortfarande pågå efter neutronstjärnan. "Vår studie löser inte mysteriet, men det ger en uppskattning av hastigheten för kandidatneutronstjärnan, " sa Banovetz.

Banovetz kommer att presentera lagets resultat den 14 januari vid American Astronomical Societys vintermöte.