V roce 185 n. l. zaznamenali čínští astronomové úžasný jev: na noční obloze se náhle objevila „hostující hvězda“, která po dobu osmi měsíců v blízkosti systému Alpha Centauri jasně zářila. Dnes se toto starověké pozorování stalo ústředním bodem studia v moderní astrofyzice.
To, co bylo kdysi záhadným světlem na obloze, je nyní známé jako RCW 86 – pozůstatek silné exploze supernovy. Zatímco vědci studovali tento zářící prstenec trosek léta, nová data z NASA Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) konečně pomáhají vyřešit dlouhotrvající záhadu jeho neobvyklého chování.
Záhada rychlé expanze
Většina zbytků supernov se při své cestě mezihvězdným prostorem rozpíná předvídatelnou rychlostí. RCW 86 však byla vždy výjimkou. Rozpíná se mnohem rychleji než její kolegové, což vede astronomy k otázce podmínek, za kterých hvězda původně explodovala.
Předchozí pozorování z NASA Chandra X-ray Observatory vedla k teorii, že hvězda pravděpodobně explodovala uvnitř “prázdnoty s nízkou hustotou”. Představte si vesmírnou bublinu, kde je hmota mnohem řidší než v okolním prostoru; Pokud hvězda exploduje uvnitř takové bubliny, úlomky mohou létat ven s mnohem menším odporem, což vede k rychlé expanzi, kterou vědci pozorují.
Jak IXPE mění krajinu
Zatímco předchozí dalekohledy jako Chandra a Dark Energy Camera poskytovaly pouze fragmentární pohledy na RCW 86, IXPE, spuštěný v roce 2021, nabízí specializovaný nástroj: rentgenovou polarimetrii.
Na rozdíl od standardních dalekohledů, které jednoduše zaznamenávají jas a barvu světla, měří IXPE orientaci rentgenového záření. To umožňuje vědcům zmapovat vzorce magnetického pole ve zbytku. Když vědci pochopí, jak jsou magnetická pole organizována, mohou přesně vidět, jak energie exploze interaguje s okolním prostorem.
Objev „odražené rázové vlny“
Spojením dat IXPE s pozorováními z observatoří Chandra a XMM-Newton Evropské kosmické agentury získali astronomové vrstvený snímek pozůstatku:
* Žluté odstíny představují nízkoenergetické rentgenové záření.
* Modré odstíny představují vysokoenergetické záření.
* Fialové oblasti zvýrazňují vnější okraj, kde expanze konečně narazila na odpor.
Nejvýznamnějším objevem byl objev efektu „odražené rázové vlny“. Když trosky supernovy dosáhly okraje prázdného prostoru s nízkou hustotou, dopad způsobil, že se vlny odrazily zpět směrem ke středu. Tato interakce vysvětluje dvě hlavní záhady:
1. Nepravidelný tvar zbytku.
2. Distribuce vysokoenergetických částic** rozptýlených po celém poli trosek.
Tento objev spojuje starověká nebeská pozorování a moderní fyziku vysokých energií a dokazuje, že i událost před 2 000 lety nás může naučit, jak nejnásilnější exploze ve vesmíru utvářejí tvar kosmu.
Závěr
Pomocí pokročilé rentgenové polarimetrie má NASA jasnější vysvětlení pro anomální expanzi RCW 86. Detekce odražených rázových vln potvrzuje, že prostředí hvězdy hrálo kritickou roli při formování kosmického reliktu, který dnes vidíme.
