Tunga stjärnor avslutar sina liv i enorma kosmiska explosioner. Men vad händer egentligen när en stjärna dör, och vad lämnar den efter sig? Astrofysikern Josefin Larsson kartlägger spillrorna efter explosionerna och tilldelas nu Göran Gustafssonspriset i fysik.
– Supernovor är intressanta just för att de kopplar ihop så många olika områden inom både astronomi, astrofysik och fysik. Det spänner från fysiken inne i stjärnorna, till deras utveckling, till explosionen som påverkar hela sitt galaktiska närområde, säger Josefin Larsson, professor i astrofysik vid Kungliga tekniska högskolan.
När stjärnor med stor massa når slutet av sina liv sätter de ofta upp en show som kan bevittnas i årtusenden efteråt. En supernova, eller stjärnexplosion, sker när fusionen i stjärnans inre når sitt slut. På några få sekunder kollapsar stjärnan under sin egen vikt, och en motreaktion får stjärnans yttre att explodera utåt.
Men hur går explosionen egentligen till och vad blir kvar efteråt? Det är frågor som Josefin Larsson har inriktat sin forskningskarriär på, och nu belönas hon med Göran Gustafssonspriset inom fysik från Kungliga vetenskapsakademien för sin forskning.
Kemi och 3D-rekonstruktioner
Josefin Larsson studerade vid Lunds universitet, och flyttade efter sin examen 2005 till Cambridge i England för doktorandstudier.
– Då fokuserade jag på röntgenobservationer av aktiva galaxkärnor, alltså de supertunga svarta hål som finns i centrum av galaxer, säger hon.
Senare har hennes forskning kommit att handla om olika aspekter av supernovor, gammablixtar och kompakta objekt som svarta hål och neutronstjärnor – det som blir kvar av stjärnan efter explosionen. Men vilken typ av kompakt objekt det blir är fortfarande inte helt känt.
– Det är inte tydligt vad som avgör det blir en vanlig neutronstjärna, en pulsar, eller ett svart hål, säger hon, och fortsätter,
– Men i spillrorna av supernova finns ledtrådar för att förstå vad som skedde under explosionen.
Förutom att förstå själva supernovorna, förklarar hon att de också är viktiga för hela galaxens utveckling. Under stjärnors livstid skapar de tyngre grundämnen i sitt inre. Vid supernovan slungas de tyngre grundämnena ut, som sedan blir en del av nya generationer stjärnor. Men till skillnad från tydliga lager och skikt av grundämnen, som inne i stjärnan, verkar explosionen inte bibehålla lagren.
– Från observationer med rymdteleskopet James Webb kan vi göra 3D-rekonstruktioner av supernovaresten. Då ser vi att explosionen ofta är asymmetrisk, och materialet väldigt blandat, förklarar Josefin Larsson.
Hon använder sig framförallt av IFU-observationer med James Webb, vilket står för “integral field units”. Från varje pixel i bilden får man också ett spektrum. Från spektrumet kan hon studera både kemin, men även dopplerförkjutningen, vilket ger 3D-information om explosionen.
– Från observationerna kan vi sen jämföra med modeller och simuleringar, för att få en mer komplett bild av förloppet, säger hon.
8 miljoner för framtida forskning
Göran Gustafssonpriset delas ut varje år till unga forskare inom medicin, molekylärbiologi, kemi, fysik och matematik. Senast fysikpriset gick till en astronom var 2020, då till Hiranya Peiris för hennes forskning om det unga universum. Nu är det alltså Josefin Larssons tur.
– Jag tycker det känns jätteroligt, och hedrande, och kul när det går till astronomi, säger hon.
Josefin Larsson tilldelas 8,1 miljoner kronor, som hon tänker använda för att fortsätta utforska supernovarester.
– Jag hoppas anställa unga forskare som kan hjälpa att analysera alla nya spännande data från James Webb, säger hon.
