סופרנובה 1181, הנובעת מהתנגשות דרמטית של שני גמדים לבנים, נחקרה באמצעות שילוב של תיעוד היסטורי ואסטרונומיה חדשנית. השרידים, שזוהו כעת בקבוצת הכוכבים Cassiopeia, חושפים מבנה מורכב עם סימני התחדשות לאחרונה, המציע פרספקטיבה ייחודית על התנהגות שרידי הסופרנובה והפוטנציאל שלהם להפעיל מחדש. (קונספט האמן.) קרדיט: twoday.co.il.com
כוכב זמני חמקמק המתואר במסמכים היסטוריים ששוחזרו באמצעות מודל מחשב חדש, מראה כי ייתכן שהוא החל לאחרונה לייצר רוחות כוכבים.
שארית סופרנובה משנת 1181, שנוצרה משני ננסים לבנים שהתנגשו, נותחה באמצעות תיעוד היסטורי ואסטרונומיה מודרנית. התגלית בקבוצת הכוכבים קסיופיאה חושפת מבנה מורכב עם רוחות כוכבים חדשות, מה שמצביע אולי על הצתה מחדש של הכוכב שנשאר. גישה בינתחומית זו מספקת תובנות עמוקות יותר לגבי הדינמיקה של תופעות כוכבים.
התרשמות האמן משניים ננס לבן כוכבים מתמזגים ויוצרים סופרנובה מסוג Ia. סופרנובות מסוג Ia דומות לסופרנובות מסוג Iax, שכן הן מתרחשות כאשר שני ננסים לבנים מתנגשים, אך הן בהירות יותר והפיצוץ הורס את הכוכבים לחלוטין. סופרנובות מסוג Iax, כמו SN 1181 שבהן נשאר מאחור שריד של גמד לבן, נדירות יותר. אַשׁרַאי: ESO/L. קלצ'דה
תעלומת הסופרנובה נחשפה
בפעם הראשונה, הוסבר שריד מסתורי מסוג נדיר של סופרנובה שתועדה בשנת 1181. שני כוכבי ננס לבנים התנגשו, ויצרו "כוכב אורח" זמני, המכונה כעת סופרנובה (SN) 1181, שתועדה במסמכים היסטוריים ביפן ובמקומות אחרים באסיה. עם זאת, לאחר שהכוכב התעמעם, מיקומו ומבנהו נותרו בגדר תעלומה עד שצוות קבע את מיקומו בשנת 2021.
כעת, באמצעות מודלים ממוחשבים וניתוח תצפית, חוקרים שיחזרו את המבנה של שארית הגמד הלבן, אירוע נדיר, המסביר את היווצרות ההלם הכפול שלו. הם גם גילו שייתכן שרוחות כוכבים מהירות החלו לנשוב מפני השטח שלו רק ב-20-30 השנים האחרונות. ממצא זה משפר את ההבנה שלנו לגבי מגוון התפוצצויות הסופרנובה, ומדגיש את היתרונות של מחקר בין-תחומי, המשלב היסטוריה עם אסטרונומיה מודרנית כדי לאפשר גילויים חדשים על הגלקסיה שלנו.
תמונות אלו מציגות את שני אזורי ההלם של השריד SNR 1181. הלבן הבוהק במרכז הוא הגמד הלבן. קרדיט: 2024 T. Ko, H. Suzuki, K. Kashiyama et al./ The Astrophysical Journal
הקשר היסטורי ותצפיות
זו השנה 1181 וביפן החלה לאחרונה מלחמת ג'נפיי (1180-1185). זה יוביל למעבר בכוח הפוליטי ממשפחות אצולה לשוגונה החדשה, הצבאית, שתתבסס בעיר החוף קמאקורה ליד טוקיו של ימינו. תיעוד של תקופה סוערת זו נערך בפורמט יומן ב"אזומה קגמי". הוא תיעד לא רק את חייהם של אנשים ואירועי מפתח (עם משתנה דיוק), אלא תצפיות יומיות אחרות, כולל הופעת כוכב חדש.
"יש הרבה דיווחים על כוכב אורח זמני זה ברשומות היסטוריות מיפן, סין וקוריאה. בשיאה, בהירות הכוכב הייתה דומה ל שַׁבְתַאִישל. הוא נשאר גלוי לעין בלתי מזוינת במשך כ-180 יום, עד שהוא התעמעם בהדרגה מחוץ לטווח הראייה. השריד של הפיצוץ SN 1181 הוא עכשיו ישן מאוד, אז הוא חשוך וקשה למצוא אותו", הסביר הסופר הראשי טקאטושי קו, דוקטורנט מהמחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת טוקיו.
איור זה מתאר את האבולוציה של שארית SNR 1181, מיצירתו כאשר ננס לבן מבוסס פחמן-חמצן וגמד לבן חמצן-ניאון התמזגו, ועד להיווצרות שני אזורי ההלם שלו. קרדיט: 2024 T. Ko
גילוי וניתוח של SNR 1181
השריד של כוכב אורח זה, שכותרתו שריד סופרנובה (SNR) 1181, נמצא שנוצר כאשר שני כוכבים צפופים במיוחד בגודל כדור הארץ, הנקראים ננסים לבנים, התנגשו. כך נוצרה סוג נדיר של סופרנובה, הנקראת סופרנובה מסוג Iax, אשר הותירה אחריה גמד לבן יחיד, בהיר ומסתובב במהירות. בסיוע תצפיות על מיקומו המצוינות במסמך ההיסטורי, אסטרופיזיקאים מודרניים איתרו לבסוף את מיקומו בשנת 2021 בערפילית לעבר קבוצת הכוכבים קסיופיאה.
בשל אופיו ומיקומו הנדיר בגלקסיה שלנו, SNR 1181 היה נושא למחקר תצפיתי רב. זה הציע ש-SNR 1181 מורכב משני אזורי הלם, אזור חיצוני ואחד פנימי. במחקר חדש זה, קבוצת המחקר ניתחה את נתוני הרנטגן העדכניים ביותר כדי לבנות מודל ממוחשב תיאורטי כדי להסביר את התצפיות הללו, ואשר שיחזר את המבנה הבלתי מוסבר בעבר של שארית הסופרנובה הזו.
אתגרים בהבנת מאפייני סופרנובה
האתגר המרכזי היה שלפי ההבנה המקובלת, כאשר שני גמדים לבנים מתנגשים כך, הם צריכים להתפוצץ ולהיעלם. עם זאת, מיזוג זה הותיר אחריו גמד לבן. הגמד הלבן המסתובב היה צפוי ליצור רוח כוכבית (זרם זורם מהיר של חלקיקים) מיד לאחר היווצרותו. עם זאת, מה שהחוקרים מצאו היה משהו אחר.
"אם הרוח הייתה מתחילה לנשוב מיד לאחר היווצרות SNR 1181, לא היינו יכולים לשחזר את הגודל הנצפה של אזור ההלם הפנימי", אמר קו. "עם זאת, על ידי התייחסות לזמן ההתפרצות של הרוח כמשתנה, הצלחנו להסביר את כל המאפיינים הנצפים של SNR 1181 במדויק ולפרום את המאפיינים המסתוריים של הרוח המהירה הזו. הצלחנו גם לעקוב בו-זמנית אחר התפתחות הזמן של כל אזור הלם, באמצעות חישובים מספריים".
מחקר עתידי ותרומות בין-תחומיות
הצוות הופתע מאוד לגלות שלפי החישובים שלהם, ייתכן שהרוח החלה לנשוב רק לאחרונה, ב-20-30 השנים האחרונות. הם מציעים שזה עשוי להצביע על כך שהגמד הלבן החל להישרף שוב, אולי בגלל שחלק מהחומר שנזרק מהפיצוץ שנראה בשנת 1181 ירד בחזרה אל פני השטח שלו, והגדיל את הצפיפות והטמפרטורה שלו מעל סף כדי להתחיל מחדש את הבעירה.
כדי לאמת את דגם המחשב שלהם, הצוות מתכונן כעת לתצפית נוספת על SNR 1181 באמצעות טלסקופ הרדיו Very Large Array (VLA) המבוסס במרכז מדינת ניו מקסיקו בארה"ב, וטלסקופ סובארו בדרגת 8.2 מטר במדינת הוואי בארה"ב .
"היכולת לקבוע את גילם של שרידי סופרנובה או את הבהירות בזמן הפיצוץ שלהם באמצעות נקודות מבט ארכיאולוגיות היא נכס נדיר ורב ערך לאסטרונומיה המודרנית", אמר קו. "מחקר בינתחומי כזה הוא גם מרגש וגם מדגיש את הפוטנציאל העצום לשילוב תחומים מגוונים כדי לחשוף מימדים חדשים של תופעות אסטרונומיות."
מימון: מחקר זה עשה שימוש בנתונים ובתוכנה שסופקו על ידי המרכז לחקר ארכיון המדע של אסטרופיזיקה גבוהה (HEASARC), שהוא שירות של חטיבת מדע האסטרופיזיקה ב- נאס"א/GSFC. עבודה זו נתמכה כלכלית על ידי החברה היפנית לקידום מענקי מדע בסיוע למחקר מדעי (KAKENHI) מספרי מענק JP24KJ0672(TK), JP21J00031 (HS), JP24K00668 (KK), JP20K04010 (KK), JP204KK0 (KK) , JP22H00130 (KK), JP22H01265 (HU), JP19H01936 (TT), JP21H04493 (TT), JP20K14512 (KF), JP23H01211 (AB), JP22K03688 (TS0), JP22K03688 (TS0), ו-JP37120K (TS0), JP367120K (ו-JP37120K). DT נתמך על ידי מלגת פוסט-דוקטורט של שרמן פיירצ'יילד במכון הטכנולוגי של קליפורניה. TK נתמך על ידי RIKEN Junior Research Associate Program.
