För fyra århundraden sedan observerade Johannes Kepler en lysande ny stjärna på natthimlen. Astronomer från hela världen märkte det, men det blev känt som Keplers stjärna. Den orsakades av en stjärnexplosion 20 000 ljusår från jorden, och det var den senaste supernovan med blotta ögat som dykt upp i vår galax.
Vi vet nu att Keplers stjärna var en supernova av typ Ia. Det är den typ av supernova vi använder för att mäta galaktiska avstånd. Vi ser det nu som en supernovarest känd som SN 1604, ett moln av expanderande gas och damm som kastades ut av explosionen.
Keplers illustration av supernovan, indikerad avN. Kredit: Kepler/Från Stella Nova
Eftersom det är relativt nära, och astronomer såg det inträffa, är SN 1604 en av de mest studerade supernovaresterna. Moderna rymdteleskop som Chandra röntgenobservatoriet har observerat kvarlevan i tjugo år. Det har gett oss en djupare förståelse för hur rester utvecklas. Och resultaten är fortfarande överraskande.
Nyligen tittade en studie på hur hastigheten på utmatat material rör sig över tiden, och det visar sig vara otroligt snabbt. I den här studien spårade teamet hastigheten för mer än ett dussin 'knutar' eller klumpar av skräp i supernovaresterna. Den snabbaste av dessa knop rör sig i mer än 10 000 kilometer per sekund. Medelhastigheten för knopen är nästan 5 000 kilometer per sekund. Dessa hastigheter är jämförbara med hastigheter som ses i extragalaktiska supernovor omedelbart efter att de inträffat. Det betyder att även efter fyra århundraden har kvarvarande skräp inte saktat ner.
Denna fortsatta höga hastighet är sannolikt eftersom explosionens stötvåg rensar bort det mesta av den interstellära gasen från regionen. Det betyder också att supernovor är otroligt effektiva på att så universum med nytt material. Solen, jorden och människorna är alla produkter av rester av gas och damm.
En konstnärs intryck av två vita dvärgar som håller på att smälta samman. Kredit: University of Warwick/Mark Garlick
Studien ger oss också några ledtrådar om hur supernovor av typ Ia uppstår. En vanlig tanke är att de inträffar när en vit dvärg och en röd jättestjärna befinner sig i en nära dubbelbana. Material från den röda dvärgen fångas upp av den vita dvärgen, vilket får stjärnan att kollapsa och explodera när dess massa passerar Chandrasekhar-gränsen. Denna studie fann bevis på en stjärna i kvarlevan, och knutarnas rörelse är inte sfäriskt symmetrisk. Detta tyder på att supernovan orsakades av en kollision mellan två vita dvärgar istället.
Det har gått 400 år sedan den senaste relativt nära supernovan, vilket är ovanligt lång tid. Det borde finnas en supernova i vår galax ungefär vart 50:e år. Men lyckligtvis har SN 1604 fortfarande mycket att lära oss tills nästa närliggande supernova inträffar.
Referens:Millard, Matthew J., et al. ' En Ejecta Kinematics-studie av Keplers Supernova-rest med högupplöst Chandra HETG-spektroskopi .'The Astrophysical Journal893,2 (2020): 98.
