Astronomer kan ha hittat vår galax första exempel på en ovanlig typ av stjärnexplosion. Denna upptäckt, gjord med NASA:s Chandra X-ray Observatory, bidrar till förståelsen för hur vissa stjärnor krossar och ger universum viktiga element för livet på jorden.

Detta spännande föremål, ligger nära Vintergatans centrum, är en supernovarest som kallas Skytten A East, eller Sgr A East för kort. Baserat på Chandra-data, astronomer har tidigare klassificerat objektet som resterna av en massiv stjärna som exploderade som en supernova, en av många typer av exploderade stjärnor som forskare har katalogiserat.

Med längre Chandra-observationer, ett team av astronomer har nu istället kommit fram till att föremålet är över från en annan typ av supernova. Det är explosionen av en vit dvärg, en krympt stjärnglöd från en bränsleförbrukad stjärna som vår sol. När en vit dvärg drar för mycket material från en sällskapsstjärna eller smälter samman med en annan vit dvärg, den vita dvärgen är förstörd, åtföljd av en fantastisk ljusblixt.

Astronomer använder dessa "Typ Ia-supernovor" eftersom de flesta av dem sprider nästan samma mängd ljus varje gång oavsett var de befinner sig. Detta gör det möjligt för forskare att använda dem för att noggrant mäta avstånd över rymden och studera universums expansion.

Data från Chandra har avslöjat att Sgr A East, dock, kom inte från en vanlig typ Ia. Istället, det verkar som att den tillhör en speciell grupp supernovor som producerar olika relativa mängder av grundämnen än vad traditionella typ Ias gör, och mindre kraftfulla explosioner. Denna delmängd kallas "Typ Iax, "en potentiellt viktig medlem av supernovafamiljen.

"Medan vi har hittat Type Iax supernovor i andra galaxer, vi har inte identifierat bevis för en i Vintergatan förrän nu, " sa Ping Zhou från Nanjing University i Kina, som ledde den nya studien vid universitetet i Amsterdam. "Denna upptäckt är viktig för att få grepp om de otaliga sätten på hur vita dvärgar exploderar."

Explosionerna av vita dvärgar är en av de viktigaste källorna i universum av element som järn, nickel, och krom. Det enda stället som forskare vet att dessa element kan skapas är inuti stjärnornas kärnugn eller när de exploderar.

"Detta resultat visar oss mångfalden av typer och orsaker till vit dvärgsexplosioner, och de olika sätt som de gör dessa väsentliga element på, " sa medförfattaren Shing-Chi Leung från Caltech i Pasadena, Kalifornien. "Om vi ​​har rätt om identiteten på denna supernovas kvarlevor, det skulle vara det närmast kända exemplet till jorden."

Astronomer diskuterar fortfarande orsaken till typ Iax supernovaexplosioner, men den ledande teorin är att de involverar termonukleära reaktioner som färdas mycket långsammare genom stjärnan än i supernovor av typ Ia. Denna relativt långsamma gång av explosionen leder till svagare explosioner och, därav, olika mängder element som producerades i explosionen. Det är också möjligt att en del av den vita dvärgen är kvar.

Sgr A East ligger mycket nära Skytten A*, det supermassiva svarta hålet i mitten av vår galax Vintergatan, och skär sannolikt skivan av material som omger det svarta hålet. Teamet kunde använda Chandra-observationer riktade mot det supermassiva svarta hålet och regionen runt det under totalt cirka 35 dagar för att studera Sgr A East och hitta det ovanliga mönstret av element i röntgendata. Chandra-resultaten överensstämmer med datormodeller som förutsäger en vit dvärg som har genomgått långsamma kärnreaktioner, vilket gör den till en stark kandidat för en Type Iax-supernovarest.

"Denna supernovarest är i bakgrunden av många Chandra-bilder av vår galax supermassiva svarta hål tagna under de senaste 20 åren, " sa Zhiyuan Li, även vid Nanjings universitet. "Vi kan äntligen ha räknat ut vad det här objektet är och hur det kom till."

I andra galaxer, forskare observerar att supernovor av typ Iax uppstår med en hastighet som är ungefär en tredjedel av supernovor av typ Ia. I Vintergatan, det har funnits tre bekräftade supernovarester av typ Ia och två kandidater som är yngre än 2, 000 år, motsvarande en ålder då rester fortfarande är relativt ljusa innan de senare bleknar. Om Sgr A East är yngre än 2, 000 år och härrörde från en Type Iax supernova, denna studie tyder på att vår galax är i linje med det relativa antalet supernovor av typ Iax som ses i andra galaxer.

Tillsammans med förslaget att Sgr A East är kvarlevan från kollapsen av en massiv stjärna, Tidigare studier har också påpekat att en normal typ Ia supernova inte hade uteslutits. Den senaste studien som genomfördes med dessa djupa Chandra-data argumenterar mot både den massiva stjärnan och de normala tolkningarna av typ Ia.

Dessa resultat kommer att publiceras onsdagen den 10 februari, 2021 i The Astrofysisk tidskrift , och ett förtryck finns tillgängligt online.