Supernova SN 1181 sást með berum augum í Japan og Kína fyrir 843 árum árið 1181 e.Kr. Hins vegar var ekki hægt að bera kennsl á leifar þess í langan tíma. Árið 2021 var þokan Pa 30, sem staðsett er í átt að stjörnumerkinu Cassiopeia, auðkennd með sprengistjörnunni SN 1181. Hvíta dvergstjarnan í miðju Pa 30 þokunnar, sem nú er kölluð Parker-stjarna, er leifar sprengistjörnuatburðar sem var afleiðing af samruna tveir hvítir dvergar. Þessi sprengistjörnuatburður var sjaldgæfur og er flokkaður sem SN Type Iax. Nýleg rannsókn bendir til þess að leifar þessarar sprengistjörnu sé að gangast undir samruna aftur sem hófst nýlega um 1990.
Jörðin og sólin verða ekki eins og þau eru að eilífu. Jörðin mun haldast byggileg í 4 milljarða ára til viðbótar þar til sólin fer í lokastig (að undanskildum manngerðum eða náttúruhamförum eins og kjarnorkustríði, áhrifum smástirni, gríðarlegt eldgos osfrv.).
Sól er venjuleg, tiltölulega ung stjarna í heimavetrarbrautinni okkar. Eins og allar stjörnur hefur sól líka lífshlaup – hún fæddist fyrir um 4.6 milljörðum ára og mun deyja í framtíðinni. Eftir um 4 milljarða ára mun það verða uppiskroppa með vetni sem kyndir undir kjarnasamruna í kjarna sínum til orkuframleiðslu þegar þyngdaraflshrun hefst. Aukinn þrýstingur vegna hruns kjarna mun koma af stað kjarnasamruna þyngri frumefna í kjarnanum. Fyrir vikið mun hitastig sólar hækka og ysta lag sólarlofthjúpsins stækka langt út í geimnum og gleypa nálægar plánetur, þar á meðal jörðina. Þetta rauða risastig mun halda áfram í um milljarð ár. Að lokum mun sól hrynja og verða hvítur dvergur.
Ólíkt því hvernig sól mun deyja í framtíðinni er lokastig massastjörnu stjarna stjarnfræðilegur atburður. Þegar stjörnur sem eru þyngri en 8 sólmassar verða uppiskroppa með eldsneyti til kjarnasamruna og geta ekki framleitt nægilega orku til að vinna gegn sterku þyngdarkrafti inn á við, hrynur kjarni þeirra á stuttum tíma. Sprengingin skapar gífurlegar höggbylgjur og öflugt lýsandi skammvinnt atvik sem kallast Supernova og samþjöppuð remanent útkoma (sprengistjörnuleifin verður nifteindastjarna ef massi upprunalegu stjörnunnar er á bilinu 8 til 20 sólmassar. Ef massi upprunalegu stjörnunnar er meira en 20 sólmassar, þá verður sprengistjörnuleifin a. svarthol).
Sprengistjörnur getur einnig komið af stað með skyndilegri endurkveikju kjarnasamruna í hvítum dvergi þegar hitastig hans er hækkað nógu mikið til að koma af stað kjarnasamruna á flótta. Þetta gerist vegna samruna við annan hvítan dverg eða vegna uppsöfnunar efnis frá tvíliða félaga.
Supernova SN 1181
Á síðustu tveimur árþúsundum hafa níu bráðabirgðastjörnuatburðir (ofurstjörnur) sést í vetrarbrautinni okkar. Einn slíkur kröftugur atburður sást í Japan og Kína fyrir um 843 árum árið 1181. „Gestastjarnan“ var sýnileg í 185 daga frá 6. ágúst 1181 til 6. febrúar 1182. Þetta var nefnt Supernova 1181 (SN1181), en ekki var hægt að staðfesta auðkenningu á leif hennar fyrr en nýlega.
Auðkenning Supernova Remanent SNR 1181
Hringlaga innrauða geislunarþoka fannst í gagnageymslu NASA árið 2013 af áhugastjörnufræðingnum Dana Patchick sem nefndi hana þokuna Pa 30. Atvinnustjörnufræðingar sáu daufan blett af dreifðri losun en fundu ekki vetnislosun. A stórfelldur dvergur (WD) stjarna fannst inni í innrauðu skelinni nokkrum árum síðar árið 2019 sem sýndi einstaka eiginleika og var talið hafa myndast vegna samruna kolefnis-súrefnis hvíts dvergs (CO WD) og súrefnis-neonhvíturs dvergs (ONE WD). Samruni hvítu dverganna tveggja olli sprengistjörnuatburði. Í kjölfarið, árið 2021, kom í ljós að þokan Pa 30 sýndi brennisteinslosunarlínur og þensluhraða upp á 1100 km/sek. Aldur hennar var talinn vera um 1000 ár og reyndist vera staðsettur á þeim stað þar sem „gestastjarnan“ sást árið 1181. Þessar niðurstöður leiddu til þess að Pa 30 stjörnuþoka greindist í átt að stjörnumerkinu Cassiopeia með sprengistjörnu sem sást fyrir meira en átta öldum. Hvíta dvergstjarnan í miðju Pa 30 þokunnar, sem nú er kölluð Parkers stjarna, er leifar sprengistjörnuviðburðarins SN1181 og er atburðurinn flokkaður sem SN Type Iax. Vísbendingar úr síðari rannsókn sem birt var árið 2023 styðja ofangreindar niðurstöður.
Háhraða stjörnuvindurinn byrjaði að blása nýlega eftir árið 1990
Leifar SNR 1181 urðu til við sameiningu tveggja hvítra dverga. Venjulega, þegar tveir hvítir dvergar sameinast, springa þeir og hverfa. Samt sem áður skapaði þessi sameining sjaldgæfa tegund sprengistjarna sem kallast Type Iax og skildi eftir sig einn hvítan dverg sem snýst hratt. Hvítir dvergarnir sem snúast losa hratt eftir agnastrauma (kallað stjörnuvindur) strax eftir myndun hans. Í þessu tilviki sýnir miðstjarna P 30 þokunnar marga þráða sem renna saman nálægt miðstjörnunni vegna hraðs stjörnuvinds sem blæs yfir skel sprengistjörnunnar. Stjörnufræðingar sáu ytra höggsvæði og innra höggsvæði í SNR 1181.
Í nýlegri rannsókn greindu vísindamenn nýjustu röntgengeislagögnin og þróuðu líkan sem sýndi að stærð innra höggsvæðisins er ekki í samræmi við þá stærð sem búist var við ef stjörnuvindurinn hefði byrjað að blása fljótlega eftir myndun leifarinnar. Samkvæmt tölvulíkani þeirra bendir raunveruleg stærð innra höggsvæðisins til þess að háhraða stjörnuvindurinn hafi byrjað að blása nýlega eftir árið 1990. Þetta er alveg ótrúlegt. Þetta gæti hafa gerst vegna þess að einhver sprengistjörnuútkast féll aftur á yfirborð hvíta dvergsins síðar sem jók hitastig og þrýsting umfram þröskuldinn til að leyfa upphaf hitakjarnahvarfa og bruna hófst að nýju. Rannsakendur vinna nú að því að staðfesta líkanið.
***
Tilvísanir:
- Ritter A., o.fl. 2021. Leifar og uppruna sögulegu sprengistjörnunnar 1181 e.Kr. The Astrophysical Journal Letters. 918 (2): L33. arXiv: 2105.12384. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac2253
- Schaefer BE, 2023. Leiðin frá kínverskum og japönskum athugunum á sprengistjörnu 1181 e.Kr., að sprengistjörnu af gerðinni Iax, að samruna CO og ONE hvíts dverga. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 523, Issue 3, August 2023, Pages 3885–3904. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stad717 . Forprentuð útgáfa arXiv: 2301.04807
- Takatoshi Ko, et al 2024. „Dýnamískt líkan fyrir IRAS 00500+6713: leifar af Iax sprengistjarna SN 1181 sem hýsir tvöfalda úrkynjaða samrunavöru WD J005311,“ The Astrophysical Journal: 5. júlí 2024, DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4d99
- Háskólinn í Tókýó. Fréttatilkynning – Ferskur vindur blæs frá sögulegri sprengistjörnu. Sent 5. júlí 2024. Fæst á https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00361.html
***
