Bild wikipedia Hubbleteleskopets bild av stav-/spiralgalaxen Messier 83. Messier 83 en spiralgalax belägen på omkring 15 miljoner ljusårs avstånd i stjärnbilden Vattenormen.
Efterdyningarna av en supernova, en stjärnexplosion, är vanligtvis ett långsamt avtagande lysande moln av het gas. Så när astronomerna riktade NASAs Chandra X-ray Observatory mot den närliggande galaxen Messier 83 (M83), förväntade de sig inte att hitta en population av supernovarester och att dessa resters explosioner, som visade dramatiska förändringar i ljusstyrka över tid. I M83, bildas stjärnor i hög takt. Forskare analyserade 14 års Chandra-data av galaxen, från 2000 till 2014.
Med hjälp av denna omfattande datamängd upptäckte forskarna överraskande variationer i röntgenljusstyrkan hos källor som tidigare identifierats som supernovarester. Forskarna förväntade sig att supernovarester äldre än ca ett sekel gradvis skulle blekna i röntgenstrålningsutsläpp, inte förändras dramatiskt i ljusstyrka.
Teamet fann att ungefär hälften av de 22 röntgenkällorna kopplade till supernovaresterna visade förändringar i röntgenljusstyrka under de 14 år långa observationerna. Ett resultat som var helt oväntat.
"Vi visste att individuella röntgenkällor kunde variera dramatiskt," beskriver Andrea Prestwich från Catholic University of America som var den som ledde studien. "Men att upptäcka att så många supernovarester betedde sig så här var en verklig överraskning. Något ovanligt pågår i dessa rester. Att lokalisera orsaken är fortfarande en utmaning då M83:s avstånd begränsar detaljrikedomen vi kan observera."
En av de 22 variabla supernovaresterna har en enkel förklaring: SN 1957D, resterna från en supernova som först observerades för nästan 70 år sedan, slår in i material runt explosionsplatsen och skapar de observerade röntgenutbrotten. Men detta kan inte förklara supernovaresternas utkasts strålningsförändringar över tid i M83. Det finns inga bevis som tyder på att alla 22 rester bildades under det senaste århundradet. Något annat måste driva variabiliteten.
Den mest sannolika förklaringen är att teamet har upptäckt en population av stjärnor som undkom supernovan och därmed är röntgenkällorna ex ett par massiva stjärnor som kretsade runt varandra. Den mer massiva stjärnan kollapsade och exploderade som en supernova och lämnade efter sig ett svart hål eller en ultratät neutronstjärna. Dess följeslagare klarade sig. "Det kan vara så att denna galax innehåller en samling supernovarester där en massiv stjärna överlever supernovan och blir låst i en omloppsbana med ett svart hål eller neutronstjärna," beskriver medförfattaren Michael McCollough vid Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA). "Neutronstjärnan eller det svarta hålet kan då börja dra till sig material från den massiva stjärnans yta."
Det infallande materialet överhettas av den intensiva gravitationskraften, vilket ger upphov till de röntgenstrålar Chandra upptäcker. Denna typ av system, kända som högmassiga röntgenbinärer (HMXB), är bland de mest varierande röntgenkällorna i universum. Forskare säger att de kan vara orsaken till de variationer som ses i M83:s supernovarester.
De nya resultaten presenterades vid American Astronomical Societys möte i Pasadena, Kalifornien, och publicerades i The AstrophysicalJournal.
