Ia型超新星の電波を初検出

ヘリウム伴星から物質が吸い取られた後に超新星爆発を起こした白色矮星、SN 2020eyj のアーティストの描写。 クレジット: アダム・マカレンコ天文台/WM Keck

ストックホルム大学の天文学者は、珍しい Ia 型超新星を発見しました。 初めて電波で検出され、強力なヘリウムの放出が示された。 超新星はAによって作られた[{” attribute=””>white dwarf star that pulled helium-rich material from a companion star. This novel finding adds to our understanding of Type Ia supernovae, which are pivotal for measuring the universe’s expansion.

A team of astronomers led by Stockholm University has discovered an unusual Type Ia supernova – or thermonuclear supernova – called SN 2020eyj. Not only did they make the first detection of such a supernova in radio waves, follow-up observations from W. M. Keck Observatory on Maunakea, Hawaiʻi Island also showed strong emission lines of helium.

This marks the first confirmed Type Ia supernova triggered by a white dwarf star that pulled material from a companion star with an outer layer consisting primarily of helium; normally, in the rare cases where the material stripped from the outer layers of the donor star could be detected in spectra, this was mostly hydrogen.

Type Ia supernovae are important for astronomers since they are used to measure the expansion of the universe. However, the origin of these explosions has remained an open question. While it is established that the explosion is caused by a compact white dwarf star that somehow accretes too much matter from a companion star, the exact process and the nature of the progenitor is not known.

The new discovery of supernova SN 2020eyj is evidence the companion star was a helium star that had lost much of its material just prior to the explosion of the white dwarf.

The study, which includes data from Keck Observatory’s Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS), is published in the May 17th issue of the journal Nature.

高密度の塵っぽい物質に囲まれた、ヘリウムを豊富に含むドナー伴星からのコンパクトな白色矮星降着物質を含む二重星系のアーティストの印象。 SN 2020eyj の光学スペクトルに強い電波信号と鮮明なヘリウムの線を生じさせたのは、爆発する星とこの伴星の残骸との相互作用でした。 クレジット: アダム・マカレンコ天文台/WM Keck

ストックホルム大学天文学部の博士研究員で論文の筆頭著者であるエリック・コール氏は、「伴物質との強い相互作用の兆候を確認した後、電波放射からもそれを検出しようと試みた」と語る。 「電波での検出はIa型超新星としては初めてであり、天文学者たちは何十年にもわたって試みてきたことだ。」

2020eyj超新星は、ストックホルム大学オスカー・クラインセンターも加盟しているサンディエゴ近郊のパロマー天文台のツヴィッキー通過施設によって初めて観測された。

「ラ・パルマ島の北方光学望遠鏡は、この超新星を追跡する鍵となった」とストックホルム大学天文学部教授で論文の共著者であるジェスパー・ソラーマン氏は言う。 「ハワイの大型ケック望遠鏡からのスペクトルも同様で、爆発する星の周囲に非常に珍しいヘリウム主体の物質が直ちに明らかになりました。」

「これは明らかに珍しいIa型超新星ですが、それでも私たちが宇宙の膨張を測定するために使用する超新星と関連しています」と共著者であるストックホルム大学物理学科のジョエル・ヨハンソン氏は付け加えた。 「通常のIa型超新星は常に同じ明るさで爆発するように見えますが、この超新星は白色矮星の爆発にはさまざまな経路があることを教えてくれます。」

この研究の詳細については、「無線信号が熱核超新星爆発の起源を明らかにする」を参照してください。

参考文献: エリック・C・クール、ジョエル・ヨハンソン、ジェスパー・ソレルマン、ハビエル・モルドン、タカシ・J・モリヤ、セッポ・マッティラ、スティーブ・シュルツェ、ローラ・チョミウク、ミゲル・ペレス・トーレス著「ヘリウムリッチ物質による無線検出Ia型超新星」こちらから入手可能 チェルシー・ハリス、ピーター・ルンドクヴィスト、マシュー・グレアム、シェン・ヤン、ダニエル・A・バーリー、ノラ＝リン・ストルトヨハン、クリストファー・フレムリング、アヴィシャイ・ガル＝ヤム、ジェレミー・レスミ、ケイト・マグワイア、コナー・オマンド、マシュー・スミス、イゴール・アンドレオニ、エリック・C . ベレム、ジョシュア・S・ブルーム、ケシャライ・D、スティーヴン・L・グルーム、マンシ・M・カスリワル、フランク・J・マッシー、マイケル・S・メドフォード、ソンミン・パーク、ジョサイア・パーダム、トーマス・M・レイノルズ、レッド・リデル、エステル・ロバート、スチュアート・D・ライダー、ヤシュヴィ・シャルマ&ダニエル・スターン 2023 年 5 月 17 日、こちらからご覧いただけます。 自然。
土井: 10.1038/s41586-023-05916-w