Lehdistötiedote

Näe tähden räjähdys 3D:nä

4. elokuuta 2010

Käyttäen ESO:n VLT-kaukoputkea (Very Large Telescope) tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa saaneet kolmiulotteisen kuvan vasta räjähtäneen tähden syöksemän materian sisäosista. Uusien tulosten mukaan räjähdys ei ollut vain voimakas, vaan se oli myös keskittynyt tiettyyn suuntaan. Tämä on vahva merkki siitä että supernova oli hyvin pyörteinen, kuten myös uusimmat tietokonemallit näyttävät.

Aurinko tulee kuolemaan varsin rauhallisesti, toisin kuin massiiviset tähdet jotka päättävät lyhyen elämänsä räjähtäen supernovana ja viskaten suuren määrän materiaa avaruuteen. Tässä luokassa Supernova 1987A:lla (SN 1987A), joka tapahtui varsin läheisessä Suuressa Magellanin pilvessä, on erityinen asema. Tapahtuessaan vuonna 1987 se oli ensimmäinen paljain silmin näkyvä supernova 383 vuoteen (eso8704). Sen verrattaen läheinen sijainti on mahdollistanut massiivisen tähden räjähdyksen ja sen jälkivaikutusten tutkimisen tarkemmin kuin koskaan ennen. Niinpä ei olekaan yllätys että harvaa tapahtumaa nykyaikaisessa tähtitieteessä on tutkittu yhtä innokkaasti.

SN 1987A on ollut kultakaivos astrofyysikoille (eso8711 ja eso0708). Se on tuottanut useita huomattavia ”ensimmäisiä” havaintoja, kuten neutriinojen havaitseminen räjähdyksen laukaisevasta tähden ytimen luhistumisesta, supernovana räjähtäneen tähden paikallistaminen arkistoiduista valokuvauslevyistä, merkkejä epäsymmetrisestä räjähdyksestä, suorat havainnot radioaktiivisista alkuaineista jotka syntyivät räjähdyksessä, havainnot pölyn muodostuksesta supernovassa, ja myös havainnot tähteä ympäröivästä ja tähtienvälisestä materiasta (eso0708).

Uudet havainnot jotka käyttävät ainutlaatuista SINFONI –havaintolaitetta [1] ESO:n VLT-kaukoputkella (Very Large Telescope) ovat tuoneet vieläkin syvemmän ymmärryksen tähän hämmästyttävään tapahtumaan. Tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa pystyneet saamaan aikaiseksi 3D rekonstruktion räjähtäneen materian keskiosista.

Tämä kuva näyttää että räjähdys oli voimakkaampi ja nopeampi joihinkin suuntiin, aiheuttaen epäsäännöllisen muodon jossa jotkut osat venyvät pidemmälle avaruuteen kuin toiset.

Ensimmäinen materia joka sinkoutui räjähdyksessä kulki uskomattomalla 100 miljoonan kilometrin tuntinopeudella, mikä on noin kymmenes valonnopeudesta ja suunnilleen 100 000 kertaa nopeampi kuin matkustajakone. Jopa tällä vinhalla vauhdilla on kestänyt 10 vuotta, että materia on saavuttanut jo olemassa olleen kaasu- ja pölypilven jonka kuoleva tähti oli pölläyttellyt ulos ennen räjähdystä. Kuvat myös osoittavat että toinenkin materia-aalto on matkalla kymmenen kerta hitaammalla vauhdilla ja sitä lämmittävät räjähdyksessä syntyneet radioaktiiviset alkuaineet.

“Olemme saaneet selville Supernova 1987A:sta ulos lentäneen materian nopeusjakauman,”  sanoo artikkelin pääkirjoittaja Karina Kjær. ”Sitä kuinka supernova räjähtää ei tunneta kovin hyvin, mutta se miten tämä tähti räjähti on jättänyt jälkensä sisempään materiaan. Me näemme, että materia ei lentänyt ulos symmetrisesti kaikkiin suunttin, vaan se näyttää suosineen yhtä suuntaa. Sitäpaitsi tämä suunta on eri kuin mitä oletettiin renkaiden paikkojen perusteella.”

Eräät uusimmista tietokonemalleista, joiden mukaan suurimittaisia epävakauksia tapahtuu räjähdyksen aikana, ennustivat tämän kaltaisen asymmetrisen käyttäytymisen. Uudet havainnot ovat ensimmäinen suora vahvistus näille malleille.

SINFONI on tyyppinsä johtava havaintolaite, ja vain sen antamat yksityiskohtaiset havainnot mahdollistivat tutkijaryhmän tekemät johtopäätökset. Edistyksellinen adaptiivinen optiikka systeemi korjasi Maan ilmakehän aiheuttaman kuvan terävyyden heikkenemisen ja yhtenäisen kuvakentän spektroskopia (integral field spectroscopy) antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden tutkia supernovan kaoottisen ytimen eri osia yhtäaikaisesti ja muodostaa siitä kolmiulotteisen kuvan.

“Yhtenäisen kuvakentän spektroskopia on erityinen tekniikka jossa jokaisessa pikselissä saamme tietoa kaasun luonteesta ja nopeudesta,” sanoo Kjær. ”Tämä tarkoittaa että tavallisen kuvan lisäksi me saamme myös nopeuden kaasun läpi. Koska tiedämme kuinka kauan aikaa on kulunut räjähdyksestä, ja koska materia liikkuu vapaasti ulospäin, pystymme muuttamaan tämän nopeuden etäisyydeksi. Näiden havaintojen perusteella pystymme muodostamaan kuvan siitä miltä sisempi ulos virrannut kaasu näyttää nähtynä suoraan, ja myös sivulta.”

Lisähuomiot

[1] Tutkijaryhmä käytti SINFONI (Spectrograph for Integral Field Observations in the Near Infrared) havaintolaitetta, joka on ESO:n VLT-kaukoputkella (Very Large Telescope). SINFONI on lähi-infrapuna-alueella (1.1-2.45 µm) toimiva yhtenäisen kuvakentän spektrometri (integral field spectrograph) jossa on myös adaptiivinen optiikka -systeemi.

Lisätietoa

Tutkimustulokset julkaistaan Astronomy and Astrophysics –lehdessä (“The 3-D Structure of SN 1987A’s inner Ejecta”, K. Kjær et al.).

Tutkijaryhmä koostuu seuraavista henkilöistä: Karina Kjær (Queen’s University Belfast, Yhdistyneet Kuningaskunnat), Bruno Leibundgut ja Jason Spyromilio (ESO), ja Claes Fransson ja Anders Jerkstrand (Tukholman yliopisto, Ruotsi).

ESO (European Southern Observatory, Euroopan eteläinen observatorio) on tähtitieteen keskeinen eurooppalainen hallitustenvälinen organisaatio. Se on tuottavuudella mitattuna maailman johtava tähtitieteellinen observatorio. Sen toimintaa tukee 14 maata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekki. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maassa sijaitsevien tutkimusvälineiden kehittämiseen, rakentamiseen ja toimintaan. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä tärkeitä tieteellisiä havaintoja. ESOlla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen ja kansainvälisen yhteistyön edistämisessä. ESOlla on Chilessä kolme huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESOlla on Paranalissa VLT-teleskooppi (Very Large Telescope), maailman kehittynein näkyvän valon aallonpituuksia havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, sekä VISTA, maailman suurin kartoituskaukoputki. ESO on maailman suurimman tähtitieteen alan projektin, täysin uudenlaisen ALMA-teleskoopin, eurooppalainen yhteistyökumppani. ESO suunnittelee 42-metristä E-ELT-teleskooppia (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, eurooppalainen erittäin suuri optinen/lähi-infrapuna-alueen teleskooppi), josta tulee maailman suurin tähtitaivasta tarkkaileva silmä.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Lisää tietoja SN 1987A:sta englanniksi

Yhteystiedot

Karina Kjær
Queen’s University
Belfast, UK
Puh.: +44 28 9028 8662
Matkapuhelin: +44 79 1608 0702
Sähköposti: karina.kjaer@gmail.com

Bruno Leibundgut
ESO
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6295
Sähköposti: bleibund@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Sähköposti: rhook@eso.org

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