Hinweise in den Ruinen eines alten toten Sterns mit Chandra finden

Menschen denken oft an Archäologie, die tief in Dschungel oder in alten Pyramiden geschehen. Ein Team von Astronomen hat jedoch gezeigt, dass sie Sterne verwenden können und die Überreste, die sie zurücklassen, um eine besondere Art von Archäologie im Weltraum durchzuführen.

Das Bergbaudaten aus dem Chandra-Röntgen-Observatorium der NASA untersuchte das Team von Astronomen die Relikte, die ein Stern nach dem Explosion zurückgelassen hatte. Diese „Supernova-Archäologie“ entdeckte wichtige Hinweise auf einen Stern, der sich selbst zerstört hat-wahrscheinlich vor mehr als einer Million Jahren.

Heute enthält das System namens Gro J1655-40 ein schwarzes Loch mit fast siebenfachen Sonne und einem Stern mit etwa halb so viel Masse. Dies war jedoch nicht immer der Fall.

Ursprünglich hatte Gro J1655-40 zwei leuchtende Sterne. Die massiveren der beiden Sterne brannten jedoch ihren gesamten Kernbrennstoff durch und explodierten dann in dem, was Astronomen als Supernova bezeichnen. Die Trümmer des zerstörten Sterns regneten dann in der Umlaufbahn auf den Begleitstern um ihn herum, wie im Konzept des Künstlers gezeigt.

Nachdem die äußeren Schichten ausgewiesen sind, einschließlich einiger seiner Nachbarn, brach der Rest des explodierten Sterns auf sich selbst zusammen und bildete das heute existierende schwarze Loch. Die Trennung zwischen dem Schwarzen Loch und seinem Begleiter wäre im Laufe der Zeit geschrumpft, weil die Energie aus dem System verloren gegangen wäre, hauptsächlich durch die Herstellung von Gravitationswellen.

Als die Trennung klein genug wurde, begann das Schwarze Loch mit seiner starken Gravitationsanziehung Materie aus seinem Begleiter zu ziehen und ein Teil des Materials zurückzureisen, das sein explodierter Elternstern ursprünglich abgelagert hatte.

Während der größte Teil dieses Materials in das schwarze Loch sank, fiel eine kleine Menge davon in eine Scheibe, die um das Schwarze Loch umkreist. Durch die Auswirkungen starker Magnetfelder und Reibung in der Scheibe wird Material in Form von starken Winden in den interstellaren Raum geschickt.

Hier tritt die archäologische Röntgenjagd in die Geschichte ein. Astronomen verwendeten Chandra, um das CO J1655-40-System im Jahr 2005 zu beobachten, als es in Röntgenstrahlen besonders hell war. Chandra erkannte Signaturen einzelner Elemente, die in den Wind des Schwarzen Lochs gefunden wurden, indem sie detaillierte Spektren erhalten-die Röntgenhelligkeit bei verschiedenen Wellenlängen-in das Röntgenlicht eingebettet. Einige dieser Elemente sind im im Einschub gezeigten Spektrum hervorgehoben.

Das Team von Astronomen, die durch die Chandra-Daten gruben, konnten die wichtigsten physikalischen Eigenschaften des Sterns rekonstruieren, die aus den im Röntgenlicht eingeprägten Hinweisen explodierten, indem sie die Spektren mit Computermodellen von Sternen vergleichen, die als Supernovae explodieren.

Sie stellten fest, dass der in der Supernova zerstörte langfristige Stern auf der Grundlage der Mengen von 18 verschiedenen Elementen im Wind etwa 25-mal die Sonne der Sonne war und im Vergleich zur Sonne viel reicher als Helium war.

Ein Papier, der diese Ergebnisse mit dem Titel „Supernova-Archäologie mit Röntgenbinärwinden: Der Fall von GR J1655–40“ beschreibt, war veröffentlicht In Das Astrophysical Journal.

Diese Analyse ebnet den Weg für mehr Supernova -Archäologiestudien unter Verwendung anderer Ausbrüche von Doppelsternsystemen.