Exploderande stjärna blir svart hål och äter sin kompanjon

Supernovor signalerar det explosiva slutet för en massiv stjärnas liv. Under en kort tid flammar den döende stjärnan upp på stjärnhimlen. Supernova SN 2022jli upptäcktes i maj 2022 i den ”närliggande” galaxen NGC 157 i Valfiskens stjärnbild, som ligger 75 miljoner ljusår bort. Detaljerade studier som gjordes av den falnande supernovan med hjälp av teleskopet Zwicky Transient Facility (ZTF) vid Palomarobservatoriet i Kalifornien visade en periodisk förändring i ljusstyrka, vilket antyder att två objekt var inblandade i den dödliga dansen.

En konstnärlig tolkning av supernova SN 2022jli som inträffade när en massiv stjärna exploderade och lämnade efter sig ett kompakt objekt – en neutronstjärna eller ett svart hål. Den döende stjärnan hade en följeslagare som överlevde den våldsamma händelsen. Den periodiska växelverkan mellan det kompakta objektet och dess följeslagare gav upphov till periodiska förändringar i den observerade ljuskurvan, vilket avslöjade att supernovaexplosionen verkligen hade resulterat i ett kompakt objekt.Credit: ESO/L. Calçada

– Astronomerna tror att ett kompakt objekt – ett svart hål eller en neutronstjärna – skapas i centrum av en supernovaexplosion. Men kopplingen mellan supernovaexplosioner och nybildade kompakta objekt är svårfångad. I detta arbete etablerar vi en sådan direkt länk, säger huvudförfattaren Ping Chen från Weizmann Institute of Science, Israel.

Kopplingen mellan explosionen och det efterlämnade objektet ges av de periodiska fluktuationerna i ljusstyrkan, supernovan blev något ljusare var 12,4:e dag. Spektroskopiska observationer visade att detta var kopplat till materia som rörde sig fram och tillbaka i systemet.
– Vi använde många olika teleskop för att övervaka det här objektet under flera månader, bland annat ZTF-kameran, Nordiska Optiska Teleskopet på La Palma samt ESO Very Large Telescope i Chile, säger Jesper Sollerman från Stockholms universitet, en av huvudförfattarna i studien.

Tolkningen som framförs i Nature-artikeln är att ett kompakt objekt – ett svart hål eller en neutronstjärna – kretsar kring en kompanjonsstjärna och regelbundet avlägsnar material från denna. De flesta massiva stjärnorna har följeslagare, men de direkta bevisen för detta i en supernovaexplosion har tidigare saknats.

Min bästa gissning är att den här supernovan drivs av ett svart hål som skapades i supernovaexplosionen

– Min bästa gissning är att den här supernovan drivs av ett svart hål som skapades i supernovaexplosionen, och som sakta suger i sig gas från den pösigare följeslagarstjärnan, förklarar Jesper Sollerman. Den länkar alltså samman forskning om stjärnornas liv i dubbelstjärnesystem, supernovaexplosioner med hjälp av egenskaper i den falnande ljuskurvan som vi tidigare inte riktigt letat efter.

Mer information

Artikeln ”A 12,4 day periodicity in a close binary system after a supernova” publiceras i Nature och leds av Ping Chen från Weizmann Institute i Israel. Från Stockholms universitet medverkade professor Jesper Sollerman från Institutionen för astronomi och även tidigare Stockholmsforskarna Steve Schulze och Sheng Yang från Oskar Klein Centret.

Kontakt

Jesper Sollerman, Institutionen för astronomi, Stockholms universitet, jesper@astro.su.se

Mer läsning

Nature artikeln: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06787-x
ArXiv-länk: https://arxiv.org/abs/2310.07784
Pressmeddelande på ESO: https://www.eso.org/public/news/eso2401/
Zwicky Transient Facility: https://www.ztf.caltech.edu