Super-supernovorna – universums ljusstarkaste stjärnexplosioner

En kraftfullare typ av stjärnexplosioner har upptäckts. I en artikel som idag publiceras i Nature visar astronomerna hur observationer av dessa supersmällar utesluter tidigare idéer om vad som ligger bakom deras enorma ljusstyrkor. Kanske är det istället magnetarer – kraftigt magnetiska och snabbt roterande kompakta himlakroppar – som ligger bakom fenomenet.

Supernovor är exploderande stjärnor. När massiva stjärnor dör slungas materien ut i den omkringliggande rymden - och supernovan skiner ibland lika starkt som hela den galax den ligger i. Astronomer har observerat tusentals sådana stjärnexplosioner de senaste hundra åren. Men somliga supernovor är ljusstarkare än andra. För några år sedan upptäcktes en ny klass av extremt ljusstarka explosioner - superluminösa supernovor. I en artikel i tidskriften Nature beskriver ett internationellt forskarlag nya observationer av två sådana mega-explosioner.

Super-supernovorna har tidigare undgått astronomerna - trots deras ljusstyrka - eftersom de inte verkar förekomma i de stora galaxer där man tidigare letat efter uppblossande stjärnor. Med nya metoder som söker av stora delar av stjärnhimlen har ett dussintal av dessa explosioner nu observerats. En av supernovorna i artikeln hittades av Palomar Transient Factory - ett sökteleskop i Kalifornien som forskare vid Oskar Kleincentret i Stockholm numera använder sig av.

Vad som ligger bakom dessa stjärnsmällar är dock fortfarande oklart. En superluminös supernova kan under en enda sekund sända ut lika mycket strålning som vår sol avger på ett årtusende. Mekanismerna för vanliga supernovor räcker inte till, och häromåret föreslogs att det kan handla om en slags par-instabilitets supernova som teoretiska modeller tidigare förutspått. Det skulle i så fall handla om en stjärna mer än 100 gånger mer massiv än vår sol som utsätts för en slags antimateria-katastrof i centrum, något som triggar själva explosionen. Förekomsten av par-instabilitets-supernovor i universum skulle tvinga astronomerna att tänka om vad gäller produktionen av tyngre grundämnen i universum – dessa explosioner skulle skapa väldigt mycket av exempelvis syre.

Den nya artikeln i Nature, som leds av Matt Nicholl vid Queen's University i Belfast, menar dock att hypotesen om par-instabilitetsexplosioner är förhastad. Deras nya observationer passar inte in i detta scenario, och de argumenterar istället för en mycket energetisk pulsar - en så kallad magnetar - som källa till den väldiga energin.

– Vi fick tidiga observationer av en av dessa supernovor, bland annat med det Nordiska Optiska Teleskopet på La Palma. Dessa stämmer inte alls med en par-instabilitetsexplosion, säger Jesper Sollerman, professor vid institutionen för astronomi vid Stockholms universitet och en av medförfattarna till artikeln.

En magnetar - en kompakt neutronstjärna som roterar 300 gånger i sekunden - skulle istället kunna ligga bakom supernovorna, enligt beräkningar gjorda av Anders Jerkstrand i Belfast. Det skulle innebära att parinstabilitetssupernovorna är mycket ovanliga, om de ens existerar.

– Jag är väl inte bombsäker på att magnetarer är det slutgiltiga svaret det heller, säger Jesper Sollerman. Vi behöver fortsätta att hitta och studera dessa ovanliga utbrott, och det är precis vad vårt nya samarbete med iPTF i Kalifornien syftar till.

I studien medverkade även Francesco Taddia och Giorgos Leloudas från Oskar Kleincentret vid Stockholms universitet.

För ytterligare information
Jesper Sollerman, professor vid Institutionen för astronomi och Oskar Kleincentret, Stockholms universitet, tfn 08-5537 8554, e-post jesper@astro.su.se