Pressemeddelelse

Dobbelteksplosion: nyt billede viser resterne af en stjerne ødelagt af to supernovaeksplosioner

2. juli 2025

For første gang har astronomer fået et visuelt bevise for, at en stjerne har endt sin tilværelse ved at eksplodere to gange. Studier af de århundredegamle rester af supernova SNR 0509-67.5 med European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESO’s VLT), viser mønstre, som bekræfter at stjernen har haft to eksplosive udbrud. Opdagelsen, som offentliggøres i dag, belyser nogle af de vigtigste eksplosioner i Universet på en ny måde.

De fleste supernovaer skyldes tunge stjerners eksplosive endeligt, men der er en vigtig variant, som stammer fra en mere moderat kilde. Hvide dværge er de små inaktive stjernerester, som er tilbage, når stjerner som vores Sol har brugt deres kernebrændstof, og de kan skabe det, som astronomerne kalder en Type Ia supernova.

"Hvide dværges eksplosioner spiller en vigtig rolle i astronomien," siger Priyam Das, som er PhD-studerende ved University of New South Wales Canberra, Australien, og som er førsteforfatter til den artikel om SNR 0509-67.5, som er offentliggjort i dag i Nature Astronomy. Meget af vores viden om, hvordan Universet udvider sig, baserer sig på Type Ia supernovaer, og de er også den vigtigste kilde til det jern, som findes på vores planet, blandt andet i vores blod. "Men på trods af deres vigtighed, er den gamle gåde omkring den nøjagtige mekanisme, som udløser deres eksplosioner stadig uløst," tilføjer han.

Alle de modeller, som prøver at forklare Type Ia supernovaer starter med en hvid dværg, som den ene i et stjernepar. Hvis de kredser tæt nok på hinanden, kan den hvide dværg stjæle stof fra sin partner. I den mest anerkendte teori for Type Ia supernovaer samler den hvide dværg stof fra sin ledsager indtil stoffet når en kritisk masse, og på det tidspunkt sker der en enkelt kraftig eksplosion. Men nylige undersøgelser har fundet antydninger af, at i det mindste nogle Type Ia supernovaer bedre kan forklares ved en dobbelteksplosion, som bliver udløst før stjernen når denne kritiske masse.

Nu har astronomer optaget et nyt billede, som viser, at formodningen var korrekt: I det mindste nogle Type Ia supernovaer eksploderer i stedet ved en mekanisme, som kaldes 'double-detonation'. I denne alternative model danner den hvide dværg en skal af stjålet helium omkring sig, og denne skal kan blive ustabil og eksplodere. Denne første eksplosion danner så chokbølger, som breder sig omkring den hvide dværg, og ind imod den, og det udløser en ny detonation i stjernens centrum – og dermed startes en supernova.

Indtil nu har der ikke været nogen tydelige visuelle beviser på, at en hvid dværg kan foretage en dobbelt detonation. For nyligt har astronomer forudsagt, at denne proces skulle skabe et karakteristisk aftryk i supernovaens stadigt lysende rester, som ville være synlig længe efter den oprindelige eksplosion. Forskningen tyder på, at der i resterne af en sådan supernova ville være to adskilte skaller af calcium.

Nu har astronomerne så fundet dette fingeraftryk i resterne af en supernova. Ivo Seitenzahl, som ledede observationerne var ansat ved det tyske Heidelberg Institute for Theoretical Studies da undersøgelserne blev foretaget, og han siger, at resultaterne viser "en klar antydning af, at en hvid dværg kan eksplodere i nogen tid før den når den berømte Chandrasekhar massebegrænsning, og at den mekanisme, som kaldes 'dobbelt-detonation' faktisk kan forekomme i naturen." Forskerholdet havde held til at finde disse calciumlag (blåt på billedet) i supernovaresten SNR 0509-67.5 ved at observere den med instrumentet Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på ESOs VLT. Det er en kraftig antydning af, at en Type Ia supernova kan forekomme før den hvide dværg i systemet når en kritisk masse.

Type Ia supernovaer er en nøgle til vores forståelse af Universet. De opfører sig meget ensartet, og de har en forudsigelig maksimal lysstyrke - uanset hvor langt væk de er - så det hjælper astronomerne til at beregne afstande i rummet. Ved at bruge dem som et kosmisk målebånd, har astronomerne fundet ud af, at rummets udvidelse accelererer, og det er en opdagelsen, som fik Nobelprisen i fysik i 2011. Ved at studere hvordan deres eksplosioner foregår, kan vi bedre forstå, hvorfor deres lysstyrker er så forudsigeligt præcise.

Das har også en yderligere motivation for at studere disse eksplosioner. "Dette klare bevis på en dobbelt-detonation bidrager ikke blot til at løse et gammelkendt mysterium, men det ser også rigtig flot ud," siger han, og han beskriver "den smukke lagdelte struktur" som en supernova af denne type danner. For ham, er "det at afsløre den indre mekanisme i en sådan fantastisk kosmisk eksplosion noget yderst tilfredsstillende."

Mere information

Forskningsresultaterne bliver beskrevet i en artikel i tidsskriftet Nature Astronomy med titlen “Calcium in a supernova remnant shows the fingerprint of a sub-Chandrasekhar mass explosion”.

Forskerholdet består af P. Das (University of New South Wales, Australien [UNSW] & Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Heidelberg, Tyskland [HITS]), I. R. Seitenzahl (HITS), A. J. Ruiter (UNSW & HITS & OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Hawthorn, Australien & ARC Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions), F. K. Röpke (HITS & Institut für Theoretische Astrophysik, Heidelberg, Tyskland & Astronomisches Recheninstitut, Heidelberg, Tyskland), R. Pakmor (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Tyskland [MPA]), F. P. A. Vogt (Federal Office of Meteorology and Climatology – MeteoSwiss, Payerne, Schweiz), C. E. Collins (The University of Dublin, Dublin, Ireland & GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Tyskland), P. Ghavamian (Towson University, Towson, USA), S. A. Sim (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), B. J. Williams (X-ray Astrophysics Laboratory NASA/GSFC, Greenbelt, USA), S. Taubenberger (MPA & Technical University Munich, Garching, Tyskland), J. M. Laming (Naval Research Laboratory, Washington, USA), J. Suherli (University of Manitoba, Winnipeg, Canada), R. Sutherland (Australienn National University, Weston Creek, Australien), and N. Rodríguez-Segovia (UNSW).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje". Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vore aktiviteter i landet, og samarbejder med vore chilenske partnere og samfundet i sin helhed.

Links

• Hele forskningsartiklen
• Fotos af VLT

·       For journalister: Du kan abonnere på vore pressemeddelelser under embargo og på dit eget sprog her: https://www.eso.org/public/outreach/pressmedia/#epodpress_form og deltage i ESOs delvist finansierede besøg i 2025 på Paranal her: apply to take part in ESO's (partly funded) 2025 strategic media visit

·       For forskerne: Har du en god historie, så send os et tip: https://www.eso.org/public/news/pitch-your-research/

·       New ESO analysis confirms severe damage from industrial complex planned near Paranal

Kontakter

Priyam Das
School of Science (Astrophysics), University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy
Canberra, Australia
E-mail: priyam.das@unsw.edu.au

Ashley Ruiter
School of Science (Astrophysics), University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy
Canberra, Australia
E-mail: ashley.ruiter@unsw.edu.au

Ivo Seitenzahl
Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Heidelberg, Germany (currently in Canberra, Australia)
E-mail: ivoseitenzahl@gmail.com

Friedrich Röpke
Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Heidelberg, Germany
E-mail: friedrich.roepke@h-its.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@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 eso2511 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.