Pressmeddelande

En supernovas unika form avslöjad endast ett dygn efter upptäckten

12 november 2025, Skurup

Snabba observationer med Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) har avslöjat en stjärnas explosiva död precis när explosionen bröt igenom dess yta. För första gången kunde astronomer studera explosionens form i dess tidigaste, flyktiga skede. Denna inledande fas hade inte varit observerbar ett dygn senare och bidrar till att besvara en mängd frågor om hur supernovaexplosioner sker i massiva stjärnor.

När supernovaexplosionen SN 2024ggi först upptäcktes natten till den 10 april 2024 lokal tid, hade Yi Yang, biträdande professor vid Tsinghua University i Peking, Kina, och huvudförfattare till den nya studien, just landat i San Francisco efter en långflygning. Han visste att han var tvungen att agera snabbt. Tolv timmar senare hade han skickat ett observationsförslag till ESO, som efter en mycket snabb godkännandeprocess riktade sitt VLT-teleskop i Chile mot supernovan den 11 april, endast 26 timmar efter den första detektionen.

 

SN 2024ggi ligger i galaxen NGC 3621 i stjärnbilden Hydra på “bara” 22 miljoner ljusårs avsånd, nära med astronomiska mått. Med ett stort teleskop och rätt instrument visste den internationella forskagruppen att de hade en sällsynt möjlighet att utforska explosionens form kort efter att den inträffade. ”De första VLT-observationerna fångade den fas under vilken materia som accelererats av explosionen nära stjärnans centrum bröt igenom stjärnans yta. Under några timmar kunde stjärnans och explosionens geometri observerasvsamtidigt, vilket även gjordes”, säger Dietrich Baade, ESO-astronom i Tyskland och medförfattare till studien som publicerades i dag i Science Advances.

 

”Geometrin för en supernovaexplosion ger grundläggande information om stjärnornas utveckling och de fysikaliska processer som leder till dessa kosmiska fyrverkerier”, förklarar Yang. De exakta mekanismerna bakom supernovaexplosioner hos massiva stjärnor, med mer än åtta gånger solens massa, debatteras fortfarande och är en av de grundläggande frågorna som forskare vill lösa. Moderstjärnan för denna supernova var en röd superjätte med 12 till 15 solmassor och en radie 500 gånger större än solens, vilket gör SN 2024ggi till ett klassiskt exempel på en massiv stjärnexplosion.

 

Vi vet att en typisk stjärna under sin livstid behåller sin sfäriska form som ett resultat av en mycket precis jämvikt mellan gravitationskraften, som vill pressa ihop stjärnan, och strålningstrycket från den centrala fusionen, som vill expandera den. När stjärnans sista bränslekälla tar slut inleds supernovan: kärnan i den döende stjärnan kollapsar, materialet runt omkring faller ned mot den och “studsar” tillbaka. Den resulterande chockvågen fortplantar sig sedan utåt och sliter sönder stjärnan.

 

När chockvågen bryter igenom ytan frigörs enorma mängder energi – supernovan ljusnar då dramatiskt och blir observerbar. Under en kortvarig fas kan geometrin på supernovan studeras innan explosionen samverkar med materialet i omgivnignen av den döende stjärnan.

 

Detta är vad astronomer nu har gjort för allra första gången med ESO:s VLT, med hjälp av en teknik som kallas spektropolarimetri. "Spektropolarimetri ger information om explosionens geometri som andra typer av observationer inte kan ge eftersom vinkelskalorna är för små", säger Lifan Wang, medförfattare och professor vid Texas A&M University i USA, som var student vid ESO i början av sin astronomikarriär. Även om den exploderande stjärnan framstår som en enda punkt, bär polarisationen av dess ljus på dolda ledtrådar om dess geometri, som astronomenra kunde reda ut [1].

 

Det enda instrumentet på södra halvklotet som kan fånga en supernovas form på detta sätt är FORS2 som är installerat på VLT. Med FORS2-data fann astronomerna att den initiala explosionen var olivformad. När explosionen spred sig utåt och kolliderade med materian runt stjärna, plattades formen ut, men symmetriaxeln för det utkastade materialet förblev densamma. "Dessa resultat tyder på att en gemensam fysikalisk mekanism driver många massiva stjärnors explosioner, som manifesteras i en väldefinierad axiell symmetri och verkar på stora skalor", menar Yang.

 

Med denna kunskap kan forskarna redan nu utesluta några av de nuvarande supernovamodellerna och bidra med ny information som förbättra andra, vilket ger insikter i explosionerna hos massiva stjärnor. "Denna upptäckt omformar inte bara vår förståelse av stjärnexplosioner, utan visar också vad som kan uppnås med gränsöverskridande forskning", säger medförfattaren och ESO-astronomen Ferdinando Patat. "Det är en kraftfull påminnelse om att nyfikenhet, samarbete och snabbhet kan ge djupa insikter i den fysik som formar vårt universum."

Noter

[1] Ljusets fotoner har en egenskap som kallas polarisation. I ljuset från en sfär, den form som de flesta stjärnor har, tar polarisationen av de enskilda fotonerna ut varandra så att objektets nettopolarisation är noll. När astronomer mäter en nettopolarisation som inte är noll kan de härleda formen på objektet – en stjärna eller en supernova – som avger det observerade ljuset.

Mer information

Dessa forskningsresultat presenteras i en artikel som kommer att publiceras i Science Advances (doi: 10.1126/sciadv.adx2925).

 

Forskargruppen består av Y. Yang (Institutionen för fysik, Tsinghua University, Kina [Tsinghua University]), X. Wen (School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University, Kina [Beijing Normal University] och Tsinghua University), L. Wang (Institutionen för fysik och astronomi, Texas A&M University, USA [Texas A&M University] och George P. and Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics & Astronomy Texas A&M University, USA [IFPA Texas A&M University]), D. Baade (Europeiska sydobservatoriet, Tyskland [ESO]), J. C. Wheeler (University of Texas i Austin, USA), A. V. Filippenko (Astronomiska institutionen, University of California, Berkeley, USA [UC Berkeley] och Hagler Institute for Advanced Study, Texas A&M University, USA), A. Gal-Yam (Astronomiska institutionen, Weizmann Institute of Science, Israel), J. Maund (Fysiska institutionen, Royal Holloway, University of London, Storbritannien), S. Schulze (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics, Northwestern University, USA), X. Wang (Tsinghua University), C. Ashall (Fysiska institutionen, Virginia Tech, USA och Astronomiska institutionen, University of Hawai’i i Manoa, USA), M. Bulla (Institutionen för fysik och geovetenskap, University of Ferrara, Italien och INFN, Sezione di Ferrara, Italien och INAF, Osservatorio Astronomico d’Abruzzo, Italien), A. Cikota (Gemini Observatory/NSF NOIRLab, Chile), H. Gao (Beijing Normal University och Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University, Kina), P. Hoeflich (Institutionen för fysik, Florida State University, USA), G. Li (Tsinghua University), D. Mishra (Texas A&M University och IFPA Texas A&M University), Ferdinando Patat (ESO), K. C. Patra (Kalifornien och Institutionen för astronomi och astrofysik, University of California, Santa Cruz, USA), S. S. Vasylyev (UC Berkeley), S. Yan (Tsinghua University).

 

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 anläggningen 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

• Research paper
• Foton på VLT: http://www.eso.org/public/images/archive/category/paranal/
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska: https://www.eso.org/public/outreach/pressmedia/#epodpress_form 
• För astronomer: Berätta om din forskning! https://www.eso.org/public/news/pitch-your-research/ 
• Ny ESO-studie bekräftar allvarlig påverkan på natthimlen från planerat industriellt projekt nära Paranal

 

Kontakter

Yi Yang
Department of Physics, Tsinghua University,
Beijing, China
Tel: +86 13581896137
E-post: yi_yang@mail.tsinghua.edu.cn, yiyangtamu@gmail.com

Dietrich Baade
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 6096 295
E-post: dbaade@eso.org

Lifan Wang
Department of Physics & Astronomy, College of Arts & Sciences, Texas A&M University
College Station, Texas, United States
E-post: lifan@tamu.edu

Ferdinando Patat
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6744
E-post: fpatat@eso.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 eso2520 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.