Ein internationales Team von Astronomen hat optische und Nahinfrarot-Beobachtungen einer seltenen Supernova vom Typ Icn, bekannt als SN 2022ann, durchgeführt. Die Ergebnisse der Studie, veröffentlicht am 9. November auf dem Preprint-Server arXivwerfen mehr Licht auf die Natur dieser Supernova und ihre einzigartigen Eigenschaften.
Supernovae (SNe) sind mächtige und leuchtende Sternexplosionen. Sie sind wichtig für die wissenschaftliche Gemeinschaft, da sie wesentliche Hinweise auf die Entwicklung von Sternen und Galaxien liefern. Im Allgemeinen werden SNe basierend auf ihren Atomspektren in zwei Gruppen eingeteilt: Typ I und Typ II. SNe vom Typ I fehlt Wasserstoff in ihren Spektren, während diejenigen vom Typ II Spektrallinien von Wasserstoff zeigen.
Typ Icn SNe sind ein extremer Subtyp von interagierenden Stripped-Envelope-Supernovae (SESN). Sie haben starke, schmale Sauerstoff- und Kohlenstofflinien, aber schwache oder fehlende Wasserstoff- und Heliumlinien, was zusätzliche Komplikationen für den Abstreifmechanismus darstellt. Sie haben schmale Emissionsmerkmale, die auf zirkumstellare Wechselwirkung hinweisen.
Bis heute wurden nur fünf SNe vom Typ Icn entdeckt, und SN 2022ann ist die neueste Ergänzung zur kurzen Liste dieses SN-Subtyps. SN 2022ann wurde am 27. Januar 2022 in der schwachen Wirtsgalaxie SDSS J101729.72–022535 in einer Entfernung von etwa 710 Millionen Lichtjahren entdeckt.
Kurz nach der Explosion begann ein Team von Astronomen unter der Leitung von Kyle Davis von der University of California, Santa Cruz, mit der photometrischen und spektroskopischen Überwachung von SN 2022ann unter Verwendung verschiedener bodengestützter Einrichtungen.
„Wir haben optische Photometrie und optische/NIR-Spektroskopie von SN 2022ann, dem fünften gemeldeten SN Icn, und seiner Wirtsgalaxie, SDSS J101729.72–022535.6, präsentiert. (…) Unsere Beobachtungen von SN 2022ann bieten einen einzigartigen Einblick in die Ursprünge von die seltensten SN-Explosionen und unentdeckte Endpunkte der Sternentwicklung“, schreiben die Forscher in der Abhandlung.
Die Beobachtungen zeigen, dass frühe optische Spektren von SN 2022ann von schmalen Kohlenstoff- und Sauerstoff-P-Cygni-Strukturen mit Absorptionsgeschwindigkeiten von etwa 800 km/s dominiert werden. Dies ist langsamer als bei anderen SNe-Icn und liegt unter der Fluchtgeschwindigkeit für einen kompakten, massereichen Stern, die erforderlich ist, um eine starke Wasserstoffemission zu vermeiden. Daher schlagen die Astronomen vor, dass der Vorläuferstern von SN 2022ann durch einen Ausbruch „aufgeblasen“ und vor der Explosion aus dem hydrostatischen Gleichgewicht geraten sein könnte.
Die Studie ergab, dass SN 2022ann zu frühen Zeitpunkten nach der Explosion eine einzigartig konstante Helligkeit und nach diesem Plateau einen relativ schnellen Rückgang der röteren Bänder in der Spätzeit aufweist. Darüber hinaus hat SN 2022ann am Höhepunkt eine relativ geringe Leuchtkraft im Vergleich zu den anderen vier bekannten SNe vom Typ Icn. Basierend auf der bolometrischen Lichtkurve von SN 2022ann schätzen die Forscher, dass seine Auswurfmasse auf einem Niveau von 1,73 Sonnenmassen liegt.
Den Forschern zufolge deuten alle Ergebnisse darauf hin, dass ein Doppelstern-Begleiter erforderlich ist, um den Vorläufer vor der Explosion angemessen zu entfernen und einen Ausfluss mit niedriger Geschwindigkeit wie den in SN 2022ann zu erzeugen. Sie fügten hinzu, dass die Seltenheit von SNe Icn darauf hindeuten könnte, dass sie während einer kurzen oder ungewöhnlichen Phase in der binären Evolution entstanden sind.
Mehr Informationen:
KW Davis et al, SN 2022ann: Eine Supernova vom Typ Icn aus einer Zwerggalaxie, die Helium in ihrer zirkumstellaren Umgebung enthüllt, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2211.05134
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