Pressemeddelelse

Ledetråde til den mystiske oprindelse af kosmiske stråler

VLT undersøger resterne af middelalderlig supernova

14. februar 2013

Meget detaljerede observationer fra ESOs Very Large Telescope (VLT) af resterne fra en tusind år gammel supernova, givet afslørende ledetråde til oprindelsen af kosmiske stråler. For første gange hentyder observationer på tilstedeværelsen af hurtigt bevægende partikler i de supernova-rester der årsagen, til de kosmiske stråler. Resultaterne kan ses i næste udgave af journalen Science, den 14. februar 2013.

I år 1006 blev en ny stjerne set på den sydlige himmel, og blev bredt registreret verden over. Den var meget mere lysstærk end planeten Venus, og har måske konkurreret med Månens lysstyrke. Den var så lysstærk, at da den var på sit højeste kastede skygger og var synlig om dagen. Fornyligt har astronomer fundet hjemstedet for denne supernova og navngivet den SN 1006. De har også fundet en glødende og ekspanderende ring af materiale i det sydlige stjernebillede Lupus (Ulven), der er resterne af den store eksplosion.

Det har længe været troet, at supernovaresterne er hvor nogle kosmiske stråler – meget højenergitiske partikler har deres oprindelse uden for vores Solsystem og bevæger sig tæt på lysets hastighed – dannes. Indtil nu, har detaljerne omkring hvordan dette måske sker, dog været et mysterium.

Et hold af astronomer, ledet af Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland [1]) har nu brugt VIMOS instrumentet på VLT til at kigge på den et tusinde år gamle SN 1006 rest i flere detaljer end nogensinde før. De ønskede at studere, hvad der sker når materiale slynges ud fra supernovaen i høj hastighed og pløjer sig ind i det stationære interstellare stof – chokfronten. Den ekspanderende højhastigheds-chokfront ligner det overlydsbrag der laves af fly, der bevæger sig med overlydshastigheder og er en naturlig kandidat til en accelerator af kosmiske partikler.

Som de første har holdet ikke bare indsamlet information om chok-materialet fra et punkt, men også opbygget et kort over opbygningen af gassen, og hvordan disse egenskaber ændrer sig igennem chokfronten. Dette har bidraget med afgørende ledetråde til mysteriet.
Resultaterne var en overraskelse – det tyder på, at der var mange, meget hurtigt bevægende protoner i gassen i chok-området [2]. Selvom disse ikke er de eftersøgte højenergitiske kosmiske stråler i sig selv, kunne de være de nødvendige ”frø-partikler”, der sidenhen vil interagere med materiale fra chokfronten og opnå de ekstremt høje energier, der er nødvendige, og flyve ud i rummet som kosmiske stråler.

Nikolić forklarer: ”Dette er første gang vi er i stand til at tage et detaljeret blik på hvad der sker i og omkring en supernova chokfront. Vi fandt bevis for, at der er et område, der bliver opvarmet på præcis den måde der forventes, hvis der var protoner, der bar energi væk fra direkte bag chokfronten”.

Studiet var det første til at bruge en integral field spectrograph [3] til at undersøge egenskaberne af supernova resternes chokfront, så detaljeret. Holdet er nu ivrige efter at anvende denne metode på andre supernovarester.

Medforfatter Glenn van de Ven fra Max Planck Institute for Astronomy konkluderer: ”Denne hidtil ukende observationsmetode kunne meget vel være nøglen til at løse puslespillet om hvor de kosmiske stråler produceres i supernovarester”.

Noter

[1] De nye beviser opstod i løbet af analysen af de data fra Sladjana Nikolić (Max Institute for Astronomy) som en del af hendes doktorgrads-arbejde på Heidelberg Universitet.

[2] Disse protoner kaldes suprathermal, da de bevæger sig meget hurtigere end forventet, alene grundet materialets temperatur.

[3] Dette er opnået ved at bruge funktionen på VIMOS kaldet integral field unit, hvor lyset målt i hver pixel bliver spredt ud separat i dets farvekomponenter og hvert af disse spektre måles. Spektrene kan derefter analyseres individuelt og kortlægger hastighederne og de kemiske egenskaber for hver del af de skabte objekter.

Mere information

Denne forskning blev præsenteret i en artikel ”An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006” og kan ses i journalen Science den 14. februar 2013.

Holdet består af Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy [MPIA], Heidelberg, Tyskland), Glenn van de Ven (MPIA), Kevin Heng (University of Bern, Schweiz), 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), Jesús Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Spanien).

ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 40 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Billeder af VLT

Kontakter

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

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

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

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1308 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.