eso1308no — Pressemelding

Ledetråder til den kosmiske strålingens mystiske opphav

VLT har studert restene etter supernova fra middelalderen

14 February 2013

Svært detaljerte observasjoner med ESOs Very Large Telescope (VLT) av restene etter en tusen år gammel supernova har gitt astronomene nye ledetråder i jakten på opprinnelsen til kosmisk stråling. For første gang tyder observasjonene på at det i supernovaresten finnes hurtige partikler som kan fungere som forløpere til kosmisk stråling. Studien publiseres i journalen Science 14. februar 2013.

I år 1006 e.Kr. kom en ny stjerne til syne på den sørlige himmelhalvkule. Den ble observert fra store deler av verden, for den strålte mye sterkere enn planeten Venus og kan til og med ha nærmet seg lysstyrken til Månen. Da den skinte som sterkest, var den synlig på dagtid og kastet skygger om natten. Astronomer har i nyere tid gitt supernovaen navnet SN 1006 og identifisert hvor på himmelen den inntraff. I stjernebildet Ulven er det funnet en lysende og ekspanderende ring av materiale, som utgjør restene etter den gigantiske eksplosjonen.

Man har lenge mistenkt at enkelte typer kosmisk stråling (cosmic rays på engelsk) –  partikler med meget høy energi, som har sin opprinnelse utenfor vårt solsystem og som beveger seg med hastigheter opp mot lysets – kan dannes i forbindelse med slike supernovarester. Detaljene i hvordan dette kan gå til har imidlertid vært en seiglivet gåte fram til nå. 

Et team av astronomer, ledet av Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg i Tyskland [1]), har tatt i bruk VIMOS-instrumentet på VLT for å undersøke den tusenårgamle supernovaresten SN 1006 grundigere enn noen gang før. Forskerne ønsket å studere hva som skjer i sjokkfronten, altså stedet der materialet som ble kastet ut i supernovaeksplosjonen med en enorm fart, kolliderer med gassen mellom stjernene (den interstellare materien). Den ekspanderende og meget hurtige sjokkfronten ligner sjokkbølgen som oppstår når et fly bryter lydmuren, og kan fungere som en kosmisk partikkelakselerator.

For første gang har teamet ikke bare samlet informasjon om materialet i sjokkfronten på ett enkelt sted, de har også klart å lage et kart over gassens egenskaper og hvordan disse endrer seg gjennom sjokkfronten. De nye opplysningene kan være avgjørende for å løse mysteriet med den kosmiske strålingen.

De overraskende resultatene tyder på at gassen i sjokkfrontområdet inneholder mange svært hurtige protoner [2]. Selv om disse ikke er de høyenergetiske partiklene man er på jakt etter, kan de utgjøre de nødvendige "frøene", som vekselvirker med materialet i sjokkfronten og på den måten oppnår de karakteristiske høye energiene og fyker ut i rommet som kosmisk stråling.

"Dette er første gang vi har kunnet ta en grundig titt på hva som skjer i og omkring en supernovas sjokkfront," sier Nikolić. "Dataene gir bevis for at det foran sjokkfronten eksisterer et område som varmes opp akkurat slik man ville ha forventet dersom det finnes hurtige protoner like bak sjokkfronten som transporterer energi til regionen foran den."

Studien var den første til å anvende en såkalt "integral field"-spektrograf [3] for å undersøke egenskapene til en supernovas sjokkfront i detalj. Teamet ønsker nå å bruke samme metode på andre supernovarester. 

"Denne nye observasjonelle tilnærmelsen kan være nøkkelen til å løse gåten om hvordan kosmisk stråling dannes i supernovarester," avslutter medforfatter Glenn van de Ven (Max Planck Institute for Astronomy).

Fotnoter

[1] De nye bevisene kom fram etter en dataanalyse som Sladjana Nikolić foretok som del av sitt doktorgradsarbeid ved Heidelberg-universitetet.

[2] Disse protonene kalles supratermiske fordi de beveger seg mye raskere enn man kunne forvente på bakgrunn av temperaturen i området.

[3] "Integral field"-spektroskopi er en spesiell teknikk for å undersøke de fysiske egenskaper på forskjellige steder i et objektet. Lyset som hver eneste piksel i VIMOS-instrumentet registrerer, splittes opp i de ulike fargene det består av. De individuelle lysspektrene analyseres hver for seg, og etterpå kan astronomene konstruere kart over hastigheten og de kjemiske egenskapene i ulike deler av det objektet man har observert.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Science 14. februar 2013: "An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006".

Forskerteamet består av Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy [MPIA], Heidelberg, Tyskland), Glenn van de Ven (MPIA), Kevin Heng (University of Bern, Sveits), Daniel Kupko (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam [AIP], Potsdam, Tyskland), Bernd Husemann (AIP), John C. Raymond (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), John P. Hughes (Rutgers University, Piscataway, USA), og Jesús Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Spania).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Sladjana Nikolić
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tlf.: +49 6221 528 438
E-post: nikolic@mpia.de

Glenn van de Ven
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tlf.: +49 6221 528 275
E-post: glenn@mpia.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1308 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1308no
Science data:2013Sci...340...45N

Bilder

VLT/VIMOS-observasjoner av sjokkfronten i supernovaresten SN 1006
VLT/VIMOS-observasjoner av sjokkfronten i supernovaresten SN 1006
Supernovaresten SN 1006 observert på forskjellige bølgelengder
Supernovaresten SN 1006 observert på forskjellige bølgelengder
Deler av supernovaresten SN 1006 avbildet med Romteleskopet Hubble (NASA/ESA)
Deler av supernovaresten SN 1006 avbildet med Romteleskopet Hubble (NASA/ESA)

Se også