Supernoovaplahvatus lööb tähe pahupidi

Kristiina Verro | 12.04.2012

USA astronoomide poolt läbi viidud supernoovajäänuki Cassiopeia A (Cas A) detailne uuring röntgeni lainealas näitas, et energiarikas protsess lööb tähe sõna otseses mõttes pahupidi. Kasutades NASA Chandra röntgen-teleskoopi kaardistati miljoni sekundi jooksul detailselt elementide levik jäänukis ning see andis võimaluse võrrelda aine jaotumist enne ning pärast supernoovaplahvatust.

Kuigi Cas A supernoovaplahvatuse keerukus ja asümmeetrilisus on juba varasematest uuringutest teada, avastasid Una Hwang ja J. Martin Laming oma teadustöös, et tähe tuuma lähedal tekkinud elemendid lükatakse läbi pealpool asetsevate kihtide.

Nähtust aitab kirjeldada pilt – vasakul on lihtsustatult kujutatud Cassiopeia A koostis enne supernoovaplahvatust. Peamised erinevate elementide konsentratsioonid on märgitud erinevate värvidega: sinisega tuumas asuv raud; väävel ja räni rohelisega; magneesium, neoon ja hapnik punasega. Paremal on Chandra Röntgen-observatooriumi pilt nüüdseks juba 330 aastasest supernoovajäänukist, kus on kasutatud sama värvilahendust raua, väävli ja magneesiumi leviku kirjeldamiseks. Hapnik, mida peaks teooreetiliselt jäänukis rohkelt olema, on raskesti tabatav. Röntgenkiirgus, mida hapnikuioon kiirgab, on sellise iseloomuga, et gaasid, mis jäävad meie ja Cas A vahele neelavad seda tugevalt. Samuti, peaaegu kõik hapnikuioonid on protsessis peaaegu kõik oma röntgenkiirgust tekitavad elektronid ära kaotanud.

Just Fe-väljapaiskematerjal (sinisega), annab vihje supernoovaplahvatuse mõistmiseks. II tüüpi supernoova eelse tähe tuum on rauast, kuid Chandra röntgenteleskoobiga ning ka Spitzeri kosmoseteleskoobiga (infrapunases lainealas) tehtud vaatlused näitavad, et jäänuki keskel pole elemendist jälgegi. Küll leiab seda hulgaliselt jäänuki välisäärel, nagu ka tähe sees tekkinud räni, väävlit, neooni ja magneesiumi.

Samuti leiti puhast rauda, mille eksisteerimist ennustati Titaanium-44 radioaktiivse kiirguse registreerimisega mitmete observatooriumide poolt (Comptoni Gammakiirguse Observatoorium, BeppoSAX, INTEGRAL – Rahvusvaheline Gammakiirguse Astrofüüsika Laboratoorium). Nimelt Titaanium-44, poolestusajaga 63 aastat, ning puhas raud tekivad samade reaktsioonide käigus, ning seda supernoova-eelse tähe tuuma lähedal. Selline elementide jaotus aga näitab, et supernoova protsess lõi täheaine seestpoolt välja.

Kuigi Cassiopeia A on oma nooruse tõttu populaarne uurimisobjekt, pole röntgenkiirgust tekitavat purskematerjali nii detailselt varem uuritud, ka teistes supernoovajäänukites mitte.

Teadustöö tulemused avaldati veebruarikuises „The Astrophysical Journal“ väljaandes Una Hwangi (Goddardi Kosmoselendude Keskus, Johns Hopkinsi ülikool) ja John Martin Lamingi (USA Mereväe Uuringute Keskuses) koostöös.

Märksõnad: supernoovad