2019-05-06 Supernovarester, lämningar efter exploderande stjärnor och vad de kan används till inom dagens astrofysik

Kvällens föredragshållare, astronomiprofessor Claes-Ingvar Björnsson vid Stockholms universitet, har i sin forskning särskilt intresserat sig för rester efter supernovor, d.v.s. massiva stjärnor som avslutat sina liv med en kosmisk explosion. Han kunde därför illustrera sin framställning med några kända exempel på supernovarester, bl.a. Cassiopeia A och SN1993J i M81 – vackra foton med hög upplösning, de flesta tagna med rymdteleskop. Färgerna var visserligen ”falska”, men visade tydligt förekomst och utbredning av olika sorters strålning efter explosionen, i radio- och röntgenområdena såväl som vid det synliga ljusets våglängder. Med dagens teknik har man i flera fall kunnat konstruera kompletta ljuskurvor över hela våglängdsområdet, vilka ger trovärdiga uppgifter om temperaturen i mätpunkterna. Supernovaprofilerna är som regel runda, vilket vi kan vänta oss av ett sfärisk symmetriskt explosionsförlopp, men genomkorsas delvis av filament, som förstås inbjuder till intressanta tolkningsförslag.

En påfallande detalj som syntes på de flesta supernovaprofilerna var smala, ringformade band – ofta i par och koncentriska. Den yttre ringen, som så gott som omsluter supernovaresterna, tros visa det utkastade materialets (”ejektats”) växelverkan med det omgivande interstellära mediet. Den inre ringen visar kanske hur chockvågen når och reagerar med tidigare från stjärnan utkastat material. Känner man avståndet till novan kan man ur vågfrontens fortplantningshastighet beräkna tätheten på det cirkumstellära molnet medan konstaterade hastighetsförändringar med tiden ger upplysning om täthetsvariationer inom molnet.

Ett flöde av relativistiska partiklar, alltså sådana som rör sig med hastigheter uppemot ljusets, tycks också vara karaktäristiskt för supernovamoln. Det visar ju bl.a. den uppmätta synkrotronstrålningen. Vilka mekanismerna bakom partiklarnas acceleration är kan man ju fundera över. Två förslag som diskuterats är:

1. Partiklarna diffunderar fram och tillbaka över en chock (”studsar” mellan två fronter?)
2. Partiklarna ökar sin energi genom att växelverka med ett turbulent magnetiskt fält, som vi förstår genereras omkring supernovan.

Det vore naturligtvis bra med nya studieobjekt, gärna i Vintergatan och lagom långt borta. Den senast observerade supernovan i vår galax var Keplers stjärna år 1604 i Ormbäraren.

Text: Bertil Forslund