Het concept van een kunstenaar van een hypothetische supernova in ons sterrenstelsel. Afbeelding tegoed: David A. Aguilar (CfA). Klik om te vergroten
Een team van astronomen heeft zwakke zichtbare echo's van drie oude supernova's gevonden door hun eeuwenoude licht te detecteren, aangezien het wordt gereflecteerd door wolken van interstellair gas die honderden lichtjaren verwijderd zijn van de oorspronkelijke explosies.
Gelegen in een nabijgelegen sterrenstelsel in de zuidelijke hemel van de aarde, flitsten de drie exploderende sterren minstens twee eeuwen geleden, en waarschijnlijk langer, in een kortstondige schittering. De oudste is waarschijnlijk meer dan zeshonderd jaar geleden opgetreden.
De lichte echo's werden ontdekt door het vergelijken van afbeeldingen van de Grote Magelhaanse Wolk (LMC) die jaren van elkaar verwijderd waren. Door de gemeenschappelijke elementen in elk beeld van de melkweg nauwkeurig af te trekken en met de ogen te kijken welke variabele objecten overblijven, zocht het team naar bewijs van onzichtbare donkere materie die het licht van sterren tijdelijk zou kunnen vervormen, als onderdeel van een hemelonderzoek genaamd SuperMACHO.
Deze zorgvuldige beeldanalyse onthulde ook een klein aantal concentrische, cirkelvormige bogen die het best kunnen worden verklaard als licht dat in de loop van de tijd naar buiten beweegt en wordt verstrooid als het dichte zakken met koel interstellair stof tegenkomt. Teamleden passen vervolgens loodrechte vectoren aan op de curven van elk boogsysteem, die naar achteren bleken te wijzen in de richting van de plaatsen van drie supernovaresten, die eerder bekend waren en waarvan werd aangenomen dat ze relatief jong waren.
"Zonder de geometrie van de lichtecho konden we niet precies weten hoe oud deze supernova's waren", zegt astronoom Armin Rest van het National Optical Astronomy Observatory (NOAO), hoofdauteur van een paper over de ontdekking op 22 december , 2005, nummer van Nature. "Sommige relatief eenvoudige wiskunde kan ons helpen een van de meest irritante vragen te beantwoorden die astronomen kunnen stellen: hoe oud is dit object waar we naar kijken?"
Net zoals een geluidsecho kan optreden wanneer geluidsgolven van een ver weg oppervlak stuiteren en terug naar de luisteraar reflecteren, is er een lichte echo te zien wanneer lichtgolven die door de ruimte reizen terug naar de kijker worden gereflecteerd - in dit geval de digitale mozaïekcamera op de Blanco 4-meter telescoop van de National Science Foundation bij Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Chili.
Deze techniek kan worden uitgebreid tot beroemde supernovae in de geschiedenis. "Stel je voor dat je licht ziet van dezelfde explosie die Johannes Kepler voor het eerst zag zo'n 400 jaar geleden, of die van Chinese waarnemers in 1006", zegt Christopher Stubbs van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), co-auteur van het artikel en hoofdonderzoeker voor het SuperMACHO-programma. 'Deze lichte echo's geven ons die mogelijkheid.'
Astronomen kunnen de lichtecho in principe in een spectrum splitsen om te onderzoeken welk type supernova heeft plaatsgevonden. "We hebben het potentieel om met deze echo's de doodsoorzaak van de ster te bepalen, net zoals de archeologen die een CT-scan van de moeder van King Tut hebben gemaakt om erachter te komen hoe hij stierf", zegt co-auteur Arti Garg van CfA.
Astronomen kunnen ook supernova-licht echo's gebruiken om de structuur en aard van het interstellaire medium te meten. Stof en gas tussen de sterren zijn onzichtbaar tenzij ze worden verlicht door een lichtbron, net zoals mist 's nachts niet waarneembaar is totdat ze wordt verlicht door de koplampen van een auto. Een supernova-explosie kan die verlichting bieden en de omliggende wolken materie verlichten met zijn flitserachtige flitser.
"We zien de reflectie als een boog omdat we ons in een denkbeeldige ellips bevinden, met de aarde in het ene brandpunt van de ellips en de oude supernovae aan de andere", legt Nicholas Suntzeff van NOAO uit. 'Als we naar de supernova's kijken, zien we de reflectie van de lichtecho alleen wanneer deze het buitenoppervlak van de ellips snijdt. De vorm van de reflectie vanuit ons gezichtspunt lijkt een deel van een cirkel te zijn. ”
Een ongebruikelijk aspect van de bogen is dat ze over het algemeen veel sneller lijken te bewegen dan de lichtsnelheid. Dit is niet in strijd met de kosmische snelheidslimiet, die stelt dat elk object niet sneller kan bewegen dan de lichtsnelheid. "Wat onze telescopen zien is de bewegende beweging en niet een fysiek object", voegde Suntzeff eraan toe. "Het is ook heel opwindend dat onze waarnemingen de visionaire voorspelling van Fritz Zwicky in 1940 bevestigen dat licht van oude supernovae te zien was in echo's van de explosie."
Twee extra kleurenafbeeldingen met hoge resolutie om dit resultaat te illustreren zijn beschikbaar op http://www.noao.edu/outreach/press/pr05/pr0512.html.
Andere co-auteurs van het Nature-artikel zijn Knut Olsen en Chris Smith (CTIO); Jose Luis Prieto (Ohio State University); Douglas Welch (McMaster University, Ontario); Andrew Becker en Gajus Miknaitis (Universiteit van Washington); Marcel Bergmann (Sterrenwacht Gemini); Alejandro Clocchiatti en Dante Minniti (Pontifica Universidad Catolica de Chile); en, Kem Cook, Mark Huber en Sergei Nikolaev (Lawrence Livermore).
Het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), met hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts, is een gezamenlijke samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory. CfA-wetenschappers, georganiseerd in zes onderzoeksdivisies, bestuderen de oorsprong, evolutie en het uiteindelijke lot van het universum.
Oorspronkelijke bron: CfA News Release
