Sammansatt röntgen- och radiobild av Hoinga (se även Fig.2 och Fig.3). Röntgenstrålningen som upptäckts av eROSITA sänds ut av det heta skräpet från den exploderade stamfadern, medan radioantennerna detekterar synkrotronemission från relativistiska elektroner, som bromsas in vid det yttre restlagret. Kredit:eROSITA/MPE (röntgen), CHIPASS / SPASS / N. Hurley-Walker, ICRAR-Curtin (Radio)
I den första all-sky undersökningen av eROSITA röntgenteleskop ombord på SRG, astronomer vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics har identifierat en tidigare okänd supernovarest, kallad "Hoinga". Fyndet bekräftades i arkivradiodata och markerar den första upptäckten av ett gemensamt australiensiskt-eROSITA-partnerskap etablerat för att utforska vår galax med hjälp av flera våglängder, från lågfrekventa radiovågor till energisk röntgenstrålning. Hoinga-supernovaresten är mycket stor och ligger långt från det galaktiska planet - ett överraskande första fynd - vilket antyder att de kommande åren kan komma att medföra många fler upptäckter.
Massiva stjärnor avslutar sina liv i gigantiska supernovaexplosioner när fusionsprocesserna i deras inre inte längre producerar tillräckligt med energi för att motverka deras gravitationskollaps. Men även med hundratals miljarder stjärnor i en galax, dessa händelser är ganska sällsynta. I vår Vintergatan, astronomer uppskattar att en supernova bör inträffa i genomsnitt vart 30:e till 50:e år. Även om supernovan i sig bara är observerbar på en tidsskala av månader, deras rester kan upptäckas i cirka 100 000 år. Dessa rester består av det material som skjuts ut av den exploderande stjärnan med höga hastigheter och bildar stötar när de träffar det omgivande interstellära mediet.
Cirka 300 sådana supernovarester är kända idag - mycket mindre än de uppskattade 1200 som borde kunna observeras i hela vår hemgalax. Så, antingen har astrofysiker missförstått supernovahastigheten eller så har en stor majoritet förbisetts hittills. Ett internationellt team av astronomer använder nu röntgenteleskopet eROSITA för att leta efter tidigare okända supernovarester. Med temperaturer på miljontals grader, skräpet från sådana supernovor sänder ut högenergistrålning, d.v.s. de ska visas i högkvalitativa röntgenundersökningsdata.
Urklipp från den första SRG/eROSITA all-sky-undersökningen. Hoinga supernovaresterna är markerad. Den stora ljuskällan i den nedre kvadranten av bilden är från supernovaresten "Vela" med "Pupis-A". Bildens färger är korrelerade med energierna hos de detekterade röntgenfotonerna. Rött representerar energiområdet 0,3-0,6 keV, grönt 0,6-1,0 keV och blått vågbandet 1,0-2,3 keV. Kredit:SRG / eROSITA
"Vi blev mycket förvånade över att den första supernovaresten dök upp direkt, säger Werner Becker vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. Uppkallad efter den första författarens hemstads romerska namn, "Hoinga" är den största supernovarest som någonsin upptäckts i röntgenstrålar. Med en diameter på cirka 4,4 grader, den täcker ett område som är ungefär 90 gånger större än fullmånen. "Dessutom, den ligger väldigt långt borta från det galaktiska planet, vilket är mycket ovanligt, " tillägger han. De flesta tidigare sökningar efter supernovarester har koncentrerats på skivan i vår galax, där stjärnbildningsaktiviteten är högst och stjärnrester därför borde vara fler, men det verkar som om många supernovarester har förbisetts av denna sökstrategi.
Efter att astronomerna hittat objektet i eROSITA all-sky-data, de vände sig till andra resurser för att bekräfta dess karaktär. Hoinga är – även om knappt – synlig även i data som togs av ROSAT röntgenteleskopet för 30 år sedan, men ingen märkte det tidigare på grund av dess svaghet och dess läge på hög galaktisk breddgrad. Dock, den verkliga bekräftelsen kom från radiodata, spektralbandet där 90 % av alla kända supernovarester hittats hittills.
"Vi gick igenom arkivradiodata och den hade suttit där, väntar bara på att bli upptäckt, " förundras Natasha Walker-Hurley, från Curtin University-noden vid International Center for Radio Astronomy Research i Australien. "Radioutsändningen i 10 år gamla undersökningar bekräftade tydligt att Hoinga är en supernovarest, så det kan finnas ännu fler av dessa där ute och väntar på skarpa ögon."
Röntgenteleskopet eROSITA kommer att utföra totalt åtta undersökningar av himlen och är cirka 25 gånger känsligare än sin föregångare ROSAT. Båda observatorierna designades, bygga och drivs av Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. Astronomerna förväntade sig att upptäcka nya supernovarester i sina röntgendata under de närmaste åren, men de blev förvånade över att identifiera en så tidigt i programmet. I kombination med det faktum att signalen redan finns i decennier gammal data, detta innebär att många supernovarester kan ha förbisetts tidigare på grund av låg ytas ljusstyrka, befinner sig på ovanliga platser eller på grund av andra närliggande utsläpp från ljusare källor. Tillsammans med kommande radioundersökningar, eROSITA röntgenundersökningen visar mycket lovande för att hitta många av de saknade supernovaresterna, hjälpa till att lösa detta långvariga astrofysiska mysterium.
