Chandra en IXPE onthullen nieuwe millennium-ontdekking via supernova-overblijfsel SN 1006

Deze nieuwe afbeelding van supernova-overblijfsel SN1006 combineert gegevens van NASA's Imaging X-ray Polarization Explorer en NASA's Chandra X-ray Observatory. De rode, groene en blauwe elementen weerspiegelen respectievelijk de röntgenstralen met lage, gemiddelde en hoge energie die door Chandra worden gedetecteerd. In de linkerbovenhoek zijn in paars IXPE-gegevens weergegeven die de polarisatie van röntgenlicht meten, samen met lijnen die de buitenwaartse beweging van het magnetische veld van het overblijfsel weergeven. Bron: röntgenfoto: NASA/CXC/SAO (Chandra); NASA/MSFC/Nanjing Universiteit/P.Zhou et al. (IXPE); IR: NASA/JPL/CalTech/Spitzer; Beeldverwerking: NASA/CXC/SAO/J.Schmidt

Toen het object, nu bekend als SN 1006, voor het eerst verscheen op 1 mei 1006 na Christus, was het veel helderder dan Venus en kon het wekenlang overdag zichtbaar zijn. Astronomen in China, Japan, Europa en de Arabische wereld documenteerden de spectaculaire waarneming, die later als een supernova werd beschouwd.

Toen in de jaren zestig het ruimtetijdperk aanbrak, konden wetenschappers instrumenten en detectoren boven de atmosfeer van de aarde lanceren om het universum te observeren op golflengten die vanaf de grond geblokkeerd waren, inclusief röntgenstraling. Het overblijfsel van SN1006 is een van de zwakste bronnen van röntgenstraling die door de eerste generatie röntgensatellieten zijn gedetecteerd.

Deze nieuwe afbeelding toont SN1006 zoals waargenomen door NASA's twee huidige röntgentelescopen, het Chandra X-ray Observatory en de Imaging X-ray Polar Explorer (IXPE). In het volledige beeld van SN1006 vertegenwoordigen rood, groen en blauw respectievelijk de lage, gemiddelde en hoge energieën die door Chandra worden gedetecteerd. IXPE-gegevens die de polarisatie van röntgenlicht meten, zijn in paars toegevoegd aan de linkerbovenhoek van het overblijfsel. De lijn onder deze hoek geeft de richting van het magnetische veld weer.

Voorafgaand aan dit resultaat leverden röntgenwaarnemingen van SN1006 belangrijk bewijs dat supernovaresten elektronen radicaal kunnen versnellen, waardoor ze de dominante bron van hoogenergetische kosmische straling worden die op aarde wordt gedetecteerd. Chandra's waarnemingen van SN1006 laten zien dat de magnetische velden aan de scherpe randen van de supernovaresten linksboven en rechtsonder bijna tien keer sterker zijn dan in de omliggende gebieden. Dit vergroot het vermogen van deeltjes om te versnellen tot hoge energieën.

De nieuwe bevindingen van IXPE helpen bij het verifiëren en verduidelijken van de theorie dat de unieke structuur van SN1006 verband houdt met de richting van het magnetische veld. De supernova-explosiegolf komt het beste overeen met de magnetische veldlijnen aan de linkerboven- en rechteronderrand en kan op effectievere wijze hoogenergetische deeltjesstromen in deze richtingen sturen.

De onderzoekers zeggen dat de resultaten een verband aantonen tussen magnetische velden en de uitstroom van energetische deeltjes uit het overblijfsel. Volgens de bevindingen van IXPE is het magnetische veld in de schaal van SN1006 enigszins ongeorganiseerd, maar heeft het nog steeds een voorkeursrichting. Terwijl de schokgolf van de oorspronkelijke explosie door het omringende gas gaat, komt het magnetische veld overeen met de beweging van de schokgolf. Geladen deeltjes zitten gevangen in het magnetische veld rond de oorsprong van de supernova-explosie, waar ze snel worden versneld. Deze versnelde hoogenergetische deeltjes dragen op hun beurt energie over, waardoor het magnetische veld sterk en turbulent blijft.

Een artikel waarin deze resultaten worden beschreven, werd op 27 oktober 2023 gepubliceerd in het Astrophysical Journal.

IXPE is een samenwerking tussen NASA en de Italiaanse ruimtevaartorganisatie en partners en wetenschappelijke medewerkers in 12 landen. IXPE wordt geleid door NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama. Ball Aerospace, met hoofdkantoor in Broomfield, Colorado, beheert ruimtevaartuigoperaties in samenwerking met het Atmospheric and Space Physics Laboratory van de Universiteit van Colorado in Boulder.

NASA's Marshall Space Flight Center beheert het Chandra-programma. Het Chandra X-ray Center van het Smithsonian Astrophysical Observatory controleert de wetenschappelijke operaties in Cambridge, Massachusetts, en de vluchtoperaties in Burlington, Massachusetts.

Samengestelde bron: ScitechDaily