Ovanlig supernova detekterad för första gången

Genom att kombinera observationer från flera teleskop har forskare lyckats detektera en ovanlig supernova som tidigare bara förutspåtts teoretiskt. Upptäckten, som publicerats i en studie ledd av forskare vid Stockholms universitet, avslöjar dessa supernovors ursprung och ger insikter i vad som triggar supernovaexplosioner. 

– Det senaste decenniet har astronomer letat efter tecken på att sådana här supernovor existerar och nu har vi äntligen hittat en, säger Erik Kool, huvudförfattare till studien som publicerats i Nature.

Vanligtvis när supernovor nämns brukar man tänka på slutstadiet för de absolut tyngsta stjärnorna, där stjärnans yttre delar sänds ut i en kraftfull explosion, medan de inre delarna kollapsar och lämnar kvar antingen en neutronstjärna eller ett svart hål. Men det finns också supernovor som bildas när två vita dvärgar – slutstadiet för de lättaste stjärnorna – faller in i varandra och triggar en explosion. Detta kallas för supernova typ Ia. Det är denna typ som forskarna nu observerat, men just denna supernova är speciell och passar inte in i förklaringsmodellen med två vita dvärgstjärnor.

Det har lagts fram teorier om att en explosion inte bara kan triggas av två dvärgstjärnor, utan även då en vit dvärg interagerar med en närliggande vanlig stjärna – exempelvis genom att sno till sig lite av dess atmosfär. Men huruvida en vit dvärg och en normal stjärna kan resultera i en supernova typ Ia-explosion har varit omdebatterat, fram tills nu.

– Genom att kombinera data från optiska teleskop och radioteleskop kan vi se att det finns mycket av grundämnet helium kring supernovan, något som aldrig tidigare har synts i en  supernova typ Ia, säger Kool.

Han förklarar att den heta vågen från supernovaexplosionen interagerade med det omkringliggande materialet, vilket fick det att glöda och ge ifrån sig ljus som visade på tydliga signaturer av just helium.

– Det indikerade att kompanjonen är en heliumstjärna, berättar han och förklarar att en heliumstjärna är det som vi normalt tänker på som en vanlig stjärna, men som tappat sin yttre väterika atmosfär, vilket blottat dess heliumrika inre. När den vita dvärgen börjat sno åt sig materia från stjärnan ökade dvärgen i massa, vilket fick den att tippa över en massgräns som triggade supernovaexplosionen.

Själva supernovan, kallad 2020eyj, upptäcktes redan 2020 av ett kartläggningsteleskop, Zwicky Transient Facility, som är expert på att hitta plötsliga och flyktiga objekt på himlen. Men Kool berättar att det var ren tur att de kunde luska ut att det var just denna ovanliga typ av supernova, då den hade kunnat missats helt om supernovan befunnit sig lite längre bort.

– Initialt såg ljuskurvan ut som en vanlig typ Ia, så vi la den på högen med tidigare upptäckter. Det var först 50 dagar senare, när vi kollade igen, som vi såg att ljuskurvan hade ändrats. Då blev det riktigt spännande och detektivarbetet började på riktigt.

De gjorde uppföljande observationer med 10-meters teleskopet Keck på Hawaii som senare också följdes upp med ett radioteleskop i Storbritannien.

– Vi hade tur att supernovan inte var längre bort, för då hade heliumsignalen varit för svag för att upptäckas. Men nu kan vi med stor säkerhet visa att det är just den här typen av supernova.

Deras detektivarbete, som inkluderar den första detektionen av en supernova Ia i radiovågor, ledde till det första direkta beviset för att supernovor kan ha ursprung i att en vit dvärg snor materia från en vanlig stjärna, vilket bekräftar tidigare hypoteser.

– Det är en viktig lärdom att något som först ser ordinärt ut kan visa sig vara något riktigt spännande, konstaterar Kool.