Pressmeddelande

En dubbel smäll: ny bild visar resterna av stjärna som exploderade två gånger

2 juli 2025, Skurup

För första gången har astronomer fått synliga bevis på att en stjärna mött sitt slut genom att explodera två gånger. Genom studier av de hundratals år gamla resterna av supernovan SNR 0509-67.5 med Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) har forskarna funnit mönster som bekräftar att denna stjärna drabbades av två livsavslutande detonationer. Denna upptäckt, som publiceras i dag, ger nya insikter om några av de viktigaste explosionerna i universum.

De flesta supernovor sker när massiva stjärnor exploderar och dör, men ett viktigt undantag har sitt ursprung i en anspråkslös källa – vita dvärgar, resterna från stjärnor som vår sol som har gjort slut på sitt kärnbränsle, kan producera så kallade typ Ia-supernovor.

"Explosionerna av vita dvärgar spelar en avgörande roll inom astronomin" säger Priyam Das, doktorand vid University of New South Wales Canberra, Australien, som ledde studien om SNR 0509-67.5 som publicerades idag i Nature Astronomy. Mycket av vår kunskap om hur universum expanderar vilar på typ Ia-supernovor, och de är också den primära källan till järn på vår planet, inklusive järnet i vårt blod. "Men trots deras betydelse förblir den långvariga gåtan om den exakta mekanismen som utlöser deras explosioner olöst", tillägger han.

Alla modeller som förklarar typ Ia-supernovor börjar med en vit dvärg i ett system med två stjärnor. Om den vita dvärgen kretsar tillräckligt nära den andra stjärnan i paret kan dvärgen stjäla material från sin partner. I den mest etablerade teorin bakom typ Ia-supernovor ackumulerar den vita dvärgen materia från sin följeslagare tills den når en kritisk massa, varefter den genomgår en enda explosion. Nyligen genomförda studier har dock antytt att åtminstone vissa typ Ia-supernovor bättre skulle kunna förklaras av en dubbel explosion som utlöstes innan stjärnan når denna kritiska massa.

Nu har astronomer tagit en ny bild som visar att denna analys är korrekt: åtminstone vissa typ Ia-supernovor exploderar istället genom en "dubbeldetonationsmekanism". I denna alternativa modell bildar den vita dvärgen ett täcke av insamlat helium runt sin yta, som kan bli instabilt och antändas. Denna första explosion genererar en chockvåg som färdas både runt den vita dvärgen och inåt mot dess centrum, vilket utlöser en andra detonation i stjärnans kärna , som skapar den slutliga supernovan.

Tills nu har det inte funnits några tydliga, visuella bevis på att en vit dvärg genomgår en dubbel detonation. Nyligen har astronomer förutspått att denna process skulle skapa ett distinkt mönster eller fingeravtryck i supernovans lysande rester som förblir synligt långt efter den första explosionen. Forskning tyder på att resterna av en sådan supernova skulle innehålla två separata skal av kalcium.

Astronomer har nu hittat detta fingeravtryck i en supernovarest. Ivo Seitenzahl, som ledde de nya observationerna vid Tysklands Heidelberginstitut för teoretiska studier när studien genomfördes, säger att dessa resultat ger "en tydlig indikation på att vita dvärgar kan explodera långt innan de når den Chandrasekhars berömda massgräns, och att dubbeldetonationsmekanismen faktiskt förekommer i verkligheten." Forskargruppen kunde upptäcka dessa kalciumskikt (i blått på bilden) i supernovaresten SNR 0509-67.5 genom att observera den med MUSE-instrumentet (Multi Unit Spectroscopic Explorer) på ESO:s VLT. Detta ger starka bevis för att en typ Ia-supernova kan inträffa innan den vita dvärgen når en kritisk massa.

Typ Ia-supernovor är nyckeln till vår förståelse av universum. De beter sig på ett mycket konsekvent sätt, och deras förutsägbara ljusstyrka – oavsett hur långt borta de är – hjälper astronomer att mäta avstånd i rymden. Genom att utnyttja dem som ett kosmiskt måttband upptäcktes universums accelererande expansion, en upptäckt som tilldelades Nobelpriset i fysik 2011. Att studera hur supernovor exploderar hjälper oss att förstå varför de har en så förutsägbar ljusstyrka.

Priyam Das har också en annan motivation för att studera dessa explosioner. ”De konkreta bevisen för en dubbeldetonation bidrar inte bara till att lösa ett långvarigt mysterium, utan erbjuder också ett visuellt spektakel”, säger han och beskriver den ”vackert skiktade strukturen” som en supernova skapar. För honom är det ”otroligt givande att avslöja hur en så spektakulär kosmisk explosion fungerar”.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Calcium in a supernova remnant shows the fingerprint of a sub-Chandrasekhar mass explosion” i tidskriften Nature Astronomy.

 

Forskarlaget utgörs av 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, Irland & GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Tyskland), P. Ghavamian (Towson University, Towson, USA), S. A. Sim (Queen’s University Belfast, Belfast, Storbritannien), 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 (Australian National University, Weston Creek, Australien) och N. Rodríguez-Segovia (UNSW).

 

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!
• Ny ESO-studie bekräftar dramatisk påverkan från industriprojekt som planeras nära Paranal

Kontakter

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

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

Friedrich Röpke
Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Heidelberg, Germany
E-post: 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-post: press@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2511 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.