10-szer több szupernóva a korai univerzumban | EatchbQ

SciTechDaily

A James Webb Űrteleszkóp jelentős számú távoli szupernóvát fedezett fel, új betekintést nyújtva a korai univerzum szerkezetébe és tágulásába. Ez magában foglalja az Ia típusú szupernóvák észlelését példátlan távolságból, ami hozzájárul a kozmikus távolságok megértéséhez és az univerzum tágulásához. Jóváírás: SciTechDaily.com

NASA‘s James Webb űrteleszkóp szupernóvavadászként kiválónak bizonyul! Extrém infravörös érzékenységének köszönhetően a Webb szinte bárhol észleli a távoli szupernóvákat, ahol csak néz.

A Webb ideális a rendkívül távoli szupernóvák azonosítására a kozmológiai vöröseltolódásnak nevezett jelenség miatt, ahol az univerzumon áthaladó fény hosszabb hullámhosszokra nyúlik. A régi szupernóvák látható fénye annyira megnyúlik, hogy az infravörösbe kerül. A Webb műszerei infravörös fényre vannak hangolva, így ideálisak ezeknek a távoli szupernóváknak a megtalálásához.

Egy csapat a korábban ismertnél tízszer távolabbi szupernóvát azonosított a korai univerzum mély Webb-felméréséből származó adatok alapján. Ez a tanulmány az első jelentős lépés az ősi szupernóvák Webb-vel végzett átfogóbb tanulmányozása felé.

JADES Átmeneti Felmérés (Web NIRCam kép)

A JADES Deep Field a NASA James Webb Űrteleszkópjának (JWST) megfigyeléseit használja a JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) program részeként. A JADES-adatokat tanulmányozó csillagászcsoport körülbelül 80 objektumot azonosított (zöld bekarikázással), amelyek fényereje idővel megváltozott. A tranziensnek nevezett objektumok többsége felrobbanó csillagok vagy szupernóvák eredménye. Köszönetnyilvánítás: NASA, ESA, CSA, STScI, JADES együttműködés

A Webb űrteleszkóp új ablakot nyit a szupernóva-tudományra

A NASA James Webb Űrteleszkópja a kozmosz mélyére tekintve első részletes bepillantást enged a tudósoknak a szupernóvákba abból az időből, amikor univerzumunk jelenlegi korának csak egy töredéke volt. Egy Webb-adatokat használó csapat a korábban ismertnél tízszer több szupernóvát azonosított a korai univerzumban. Az újonnan felfedezett felrobbanó csillagok közül néhány a típusuk legtávolabbi példája, beleértve azokat is, amelyeket az univerzum tágulási sebességének mérésére használnak.

“A Webb egy szupernóva-felfedező gép” – mondta Christa DeCoursey, a Steward Observatory és a tucsoni Arizonai Egyetem harmadéves végzős hallgatója. “Az észlelések nagy száma, valamint a szupernóváktól való nagy távolság a tanulmányunk két legizgalmasabb eredménye.”

DeCoursey ezeket az eredményeket az Amerikai Csillagászati ​​Társaság 244. ülésén tartott sajtótájékoztatón ismertette a Wisconsin állambeli Madisonban.

Vörös eltolt fény távoli galaxisokból

Köszönetnyilvánítás: NASA, ESA, CSA, Ann Feild (STScI)

“Egy szupernóva-felfedező gép”

E felfedezésekhez a csapat a JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) program részeként kapott képadatokat elemezte. A Webb ideális a rendkívül távoli szupernóvák megtalálására, mivel fényük hosszabb hullámhosszra nyúlik – ezt a jelenséget kozmológiai vöröseltolódásnak nevezik. (Lásd a fenti képet.)

Webb fellövése előtt csak egy maroknyi szupernóvát találtak 2-es vöröseltolódás felett, ami azt jelenti, hogy az univerzum mindössze 3,3 milliárd éves, ami a jelenlegi korának csupán 25%-a. A JADES minta sok szupernóvát tartalmaz, amelyek még messzebbre robbantak fel a múltba, amikor az univerzum még nem volt 2 milliárd éves.

A múltban a tudósok NASA-kat használtak Hubble Űrteleszkóp szupernóvák látása abból az időszakból, amikor az univerzum a “fiatal felnőtt” szakaszában volt. A JADES-szel a tudósok akkor látnak szupernóvákat, amikor az univerzum „tinikorban” vagy „tinédzserkor előtt” volt. A jövőben azt remélik, hogy visszatekinthetnek az univerzum “kisgyermek” vagy “csecsemő” szakaszába.

A szupernóvák észlelése érdekében a csapat több, legfeljebb egy év különbséggel készült képet hasonlított össze, és olyan forrásokat keresett, amelyek eltűntek vagy megjelentek azokon a képeken. Ezeket az objektumokat, amelyek megfigyelt fényereje idővel változik, tranzienseknek nevezzük, a szupernóvák pedig a tranziensek egyik fajtája. A JADES Transient Survey Sample csapata összességében körülbelül 80 szupernóvát tárt fel az égbolt egy olyan részén, amely csak akkora volt, mint egy karnyújtásnyira tartott rizsszem.

JADES átmenetek (Webb NIRCam kép)

Ez a mozaik a JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) program adataiban azonosított mintegy 80 tranziensből vagy változó fényű objektumból hármat mutat be. A tranziensek többsége a felrobbanó csillagok vagy szupernóvák következménye. A 2022-ben és 2023-ban készült felvételek összehasonlításával a csillagászok meg tudták találni azokat a szupernóvákat, amelyek a mi szemszögünkből nemrégiben robbantak fel (mint az első két oszlopban látható példák), vagy olyan szupernóvákat, amelyek már felrobbantak, és amelyek fénye halványult (harmadik oszlop).
Az egyes szupernóvák kora a vöröseltolódásuk alapján határozható meg (ezt ‘z’ jelöli). A legtávolabbi szupernóva 3,8-as vöröseltolódású fénye akkor keletkezett, amikor a világegyetem még csak 1,7 milliárd éves volt. A 2,845-ös vöröseltolódás 2,3 milliárd évvel az Ősrobbanás utáni időnek felel meg. A legközelebbi példa, 0,655-ös vöröseltolódásnál azt mutatja, hogy a fény körülbelül 6 milliárd éve hagyta el galaxisát, amikor az univerzum alig több mint fele volt jelenlegi korának.
Köszönetnyilvánítás: NASA, ESA, CSA, STScI, Christa DeCoursey (University of Arizona), JADES együttműködés

“Ez valóban az első mintánk arról, hogyan néz ki a nagy vöröseltolódású univerzum az átmeneti tudományok szempontjából” – mondta Justin Pierel csapattársa, a marylandi Baltimore-i Space Telescope Science Institute (STScI) NASA Einstein-munkatársa. “Megpróbáljuk azonosítani, hogy a távoli szupernóvák alapvetően különböznek-e vagy nagyon hasonlítanak-e ahhoz, amit a közeli univerzumban látunk.”

Pierel és más STScI kutatók szakértői elemzést nyújtottak annak meghatározására, hogy mely tranziensek voltak valójában szupernóvák, és melyek nem, mert gyakran nagyon hasonlónak tűntek.

A csapat számos nagy vöröseltolódású szupernóvát azonosított, köztük a legtávolabbi, spektroszkópiailag megerősített szupernóvát, 3,6-os vöröseltolódás mellett. Szülőcsillaga akkor robbant fel, amikor a világegyetem még csak 1,8 milliárd éves volt. Ez egy úgynevezett mag-összeomlási szupernóva, egy hatalmas csillag robbanása.


Ez az animáció a robbanást mutatja be a fehér törpe, egy rendkívül sűrű csillagmaradvány, amely már nem tud nukleáris üzemanyagot égetni a magjában. Ebben az “Ia típusú” szupernóvában a fehér törpe gravitációja ellopja az anyagot egy közeli csillagtárstól. Amikor a fehér törpe eléri a Nap jelenlegi tömegének 1,4-szeresét, már nem tudja elviselni saját súlyát, és felrobban. Köszönetnyilvánítás: NASA/JPL– Caltech

Távoli Ia típusú szupernóvák felfedezése

Az asztrofizikusok számára különösen érdekesek az Ia típusú szupernóvák. (Nézze meg a fenti videót.) Ezek a felrobbanó csillagok olyan megjósolhatóan fényesek, hogy távoli kozmikus távolságok mérésére szolgálnak, és segítenek a tudósoknak kiszámítani az univerzum tágulási sebességét. A csapat legalább egy Ia típusú szupernóvát azonosított 2,9-es vöröseltolódásnál. A robbanás fénye 11,5 milliárd évvel ezelőtt kezdett eljutni hozzánk, amikor a világegyetem még csak 2,3 milliárd éves volt. A spektroszkópiailag megerősített Ia típusú szupernóva korábbi távolságrekordja 1,95-ös vöröseltolódás volt, amikor az univerzum 3,4 milliárd éves volt.

A tudósok alig várják, hogy nagy vöröseltolódású Ia típusú szupernóvákat elemezzenek, hogy lássák, mindegyiknek azonos a belső fényessége, függetlenül a távolságtól. Ez kritikus fontosságú, mert ha fényességük a vöröseltolódással változik, nem lennének megbízható jelzők az univerzum tágulási sebességének mérésére.

Pierel elemezte ezt a 2,9-es vöröseltolódásnál talált Ia típusú szupernóvát, hogy megállapítsa, a belső fényessége eltér-e a várttól. Bár ez csak az első objektum a típusában, az eredmények nem utalnak arra, hogy az Ia típusú fényerő megváltozna a vöröseltolódással. További adatokra van szükség, de egyelőre érintetlenek maradnak az Ia típusú szupernóva-alapú elméletek az univerzum tágulási sebességéről és végső sorsáról. Pierel az Amerikai Csillagászati ​​Társaság 244. ülésén is bemutatta eredményeit.

A jövő felé tekintve

A korai univerzum egy egészen más hely volt, szélsőséges környezetekkel. A tudósok arra számítanak, hogy ősi szupernóvákat fognak látni olyan csillagokból, amelyek sokkal kevesebb nehéz kémiai elemet tartalmaznak, mint a mi Napunkhoz hasonló csillagok. Ha összehasonlítjuk ezeket a szupernóvákat a helyi univerzumban lévőkkel, az segít az asztrofizikusoknak megérteni a csillagkeletkezési és szupernóva-robbanási mechanizmusokat ezekben a korai időkben.

“Lényegében új ablakot nyitunk a tranziens univerzumban” – mondta Matthew Siebert, az STScI munkatársa, a JADES szupernóvák spektroszkópiai elemzésének vezetője. “Történelmileg, amikor ezt megtettük, rendkívül izgalmas dolgokat találtunk – olyan dolgokat, amelyekre nem számítottunk.”

“Mivel Webb olyan érzékeny, szinte mindenhol talál szupernóvákat és egyéb tranzienseket, ahová mutat” – mondta a JADES csapat tagja, Eiichi Egami, a tucsoni Arizonai Egyetem kutatóprofesszora. “Ez az első fontos lépés a szupernóvák Webb segítségével történő átfogóbb tanulmányozása felé.”

A James Webb Űrteleszkóp a világ vezető űrtudományi obszervatóriuma. Webb rejtélyeket fejt meg naprendszerünkben, távoli világokba néz más csillagok körül, és kutatja univerzumunk titokzatos szerkezetét és eredetét, valamint a benne elfoglalt helyünket. A Webb egy nemzetközi program, amelyet a NASA vezet partnereivel, az ESA-val (Az Európai Űrügynökség) és a CSA (Kanadai Űrügynökség).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *