Lehdistötiedote

ALMA löysi supernovan tomutehtaan

6. tammikuuta 2014

Hätkähdyttävät ALMA-teleskoopin (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) uudet havainnot ovat ensimmäistä kertaa taltioineet hiljattain räjähtäneen supernovan, joka on tulvillaan tuoretta tomua. Jos riittävän suuri osa tästä tomusta tekee vaarallisen matkan tähtienväliseen avaruuteen, se saattaa selittää kuinka monille galakseille on muodostunut tomuinen, himmeä ulkoasu.

Galaksit saattavat olla huomattavan tomuisia paikkoa [1] ja supernovien on ajateltu olevan tämän tomun pääasiallinen lähde, etenkin varhaisessa maailmankaikkeudessa. Suorat todisteet supernovien tomunmuodostuksesta ovat kuitenkin olleet vähäisiä tähän asti eivätkä kyenneet selittämään nuorissa, etäisissä galakseissa havaittua ylenpalttista tomun määrää. ALMAn havainnot ovat nyt kuitenkin muuttamassa tätä.

"Olemme löytäneet huomattavan suuren tomumäärän keskittyneenä suhteellisen nuoren ja läheisen supernovan ulossyöksemän materian keskiosiin," kertoi Remy Indebetouw, Charlottesvillessä Yhdysvalloissa sijaitsevien NRAO:n (National Radio Astronomy Observatory) ja Virginian yliopiston tähtitieteilijä. "Tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme todella kyenneet kuvaamaan tomun muodostuspaikan, mikä on tärkeää galaksien kehittymisen ymmärtämyksellemme."

Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä käytti ALMAa havaitakseen supernova 1987A:n [2] hohtavat jäänteet. Supernova sijaitsee Suuressa Magellanin pilvessä, joka on Linnunrataa noin 160 000 valovuoden etäisyydellä Maasta kiertävä kääpiögalaksi. SN 1987A on lähin havaittu supernovaräjähdys sitten Johannes Keplerin Linnunradassa vuonna 1604 havaitseman supernovan.

Tähtitieteilijät ennustivat, että kaasun viilentyessä räjähdyksen jälkeen, suuria määriä tomua muodostuisi happi-, hiili- ja piiatomien sitoutuessa yhteen tähden jäännösten kylmissä keskiosissa. Infrapunateleskoopeilla ensimmäisten 500 päivän aikana räjähdyksen jälkeen tehdyt varhaisemmat havainnot SN 1987A:sta havaitsivat kuitenkin vain pieniä määriä kuumaa tomua.

ALMAn ennennäkemättömän erottelukyvyn ja herkkyyden ansiosta tutkimusryhmä saattoi kuvata paljon yleisempää kylmää tomua, joka hohtaa kirkkaana millimetri- ja alimillimetrivalossa. Tähtitieteilijät arvioivat, että supernovajäännös käsittää nyt noin 25 prosenttia Auringon massasta vast'ikään muodostuneena tomuna. He havaitsivat myös, että merkittäviä määriä hiilimonoksidia ja piimonoksidia on muodostunut.

"SN 1987A on erityinen paikka, sillä se ei ole sekoittunut ympäröivään ympäristöön. Niinpä se mitä näemme siellä muodostui siellä," sanoo Indebetouw. "Uudet ALMAn tulokset, jotka ovat ensimmäisiä lajissaan, paljastavat supernovan jäännöksen shokkiaallon, joka on täynnä materiaa, jota ei yksinkertaisesti ollut olemassa muutama vuosikymmen sitten."

Supernovat voivat kuitenkin sekä luoda että tuhota tomuhiukkasia.

Supernovaa ympäröivät krikkaasti hohtavat materiarenkaat, kuten nähdään aikaisemmista NASAn ja ESAn Hubble avaruusteleskoopin havainnoista. Alkuperäisen räjähdyksen ultraviolettileimahdus valaisi ne alunperin, mutta viimeisten muutaman vuoden aikana renkaiden materiaali on kirkastunut huomattavasti sen törmätessä laajenevaan shokkiaaltoon. Törmättyään tähän jättiläistähden elämänsä lopulla avaruuteen vuotamaan kaasukerrokseen, osa voimakkaasta räjähdyksestä heijastui takaisin supernovajäännöksen keskipistettä kohti. "Jossakin vaiheessa tämä heijastunut shokkiaalto iskeytyy näihin pullisteleviin hiljattain muodostuneen tomun möykkyihin," sanoo Indebetouw. "On luultavaa, että jokin osa tomusta tuhoutuu hajalle tässä vaiheessa. On vaikea ennustaa tarkalleen paljonko — ehkä vain vähän, mahdollisesti puolet tai kaksi kolmannesta." Jos suuri osa selviytyy ja pääsee tähtienväliseen avaruuteen, se saattaa selittää runsaan määrän tomua, jonka tähtitieteilijät näkevät varhaisessa maailmankaikkeudessa.

"Hyvin varhaiset galaksit ovat uskomattoman tomuisia ja tämä tomu on pääosassa galaksien evoluutiossa," sanoo Mikako Matsuura Lontoon University Collegesta, Iso-Britanniasta. "Tiedämme nykyään, että tomua voi muodostua monin tavoin, mutta varhaisessa maailmankaikkeudessa suurimman osan on täytynyt tulla supernovista. Meillä on vihdoin suoria todisteita tämän teorian tueksi."

Lisähuomiot

[1] Kosminen tomu koostuu silikaatti- ja grafiittirakeista — mineraaleista, jotka ovat yleisiä myös Maapallolla. Kynttilän noki on hyvin samanlaista kosmisen grafiittitomun kanssa, joskin nokirakeet ovat vähintään kymmenen kertaa tyypillistä kosmisen grafiittirakeen kokoa suurempia.

[2] Tämän supernovan valo saapui Maapallolle vuonna 1987, mikä näkyy sen nimestä.

Lisätietoa

Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) on yhteistyöhanke johon osallistuvat Eurooppa, Pohjois-Amerikka ja Itä-Aasia yhteistyössä Chilen kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa, ja Itä-Aasiassa Japanin kansalliset luonnontieteelliset instituutit (NINS) yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa Euroopan osalta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa “Dust Production and Particle Acceleration in Supernova 1987A Revealed with ALMA”, jonka kirjoittivat R. Indebetouw et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Astrophysical Journal Letters.

Tutkimusryhmään kuuluvat R. Indebetouw (National Radio Astronomy Observatory (NRAO); Virginian yliopisto, Charlottesville, USA), M. Matsuura (University College London, Iso-Britannia [UCL]), E. Dwek (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA), G. Zanardo (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Crawley, Australia [ICRAR]), M.J. Barlow (UCL), M. Baes (Sterrenkundig Obst Gent, Gent, Belgia), P. Bouchet (CEA-Saclay, Gif-sur-Yvette, Ranska), D.N. Burrows (The Pennsylvania State University, University Park, USA), R. Chevalier (Virginian yliopisto, Charlottesville, USA), G.C. Clayton (Louisiana State University, Baton Rouge, USA), C. Fransson (Tukholman yliopisto, Ruotsi), B. Gaensler (Australian Research Council Centre of Excellence for All-sky Astrophysics [CAASTRO]; Sydney Institute for Astronomy, Sydneyn yliopisto, Australia), R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), M. Lakicevic (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, Iso-Britannia), K.S. Long (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA [STScI]), P. Lundqvist (Tukholman yliopisto, Ruotsi), I. Martí-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsalan avaruusobservatorio, Onsala, Ruotsi), J. Marcaide (Universidad de Valencia, Burjassot, Espanja), R. McCray (University of Colorado at Boulder, USA), M. Meixner (STScI; The Johns Hopkins University, Baltimore, USA), C.-Y. Ng (Hong Kongin yliopisto, Hong Kong), S. Park (University of Texas at Arlington, Arlington, USA), G. Sonneborn (STScI), L. Staveley-Smith (ICRAR; CAASTRO), C. Vlahakis (Joint ALMA Observatory/European Southern Observatory, Santiago, Chile) ja J. van Loon (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, UK).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Lisätietoja ALMAsta
• Valokuvia ALMAsta

Yhteystiedot

Remy Indebetouw
National Radio Astronomy Observatory (NRAO) and the University of Virginia
Charlottesville, USA
Puh.: +1 434 924 4895/+1 434 244 6883
Sähköposti: remy@virginia.edu

Mikako Matsuura
University College London
London, United Kingdom
Puh.: +44 (0)20 7679 4348
Sähköposti: mikako.matsuura@ucl.ac.uk

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Charles E. Blue
National Radio Astronomy Observatory, Public Information Officer
Charlottesville, USA
Puh.: +1 434 296 0314
Sähköposti: cblue@nrao.edu

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media