Kiinassa vuonna 1181 havaitun Novan mysteeri ratkesi, SN 1181
Lähes tuhat vuotta sitten, eli vuonna 1181 itämaiset ja kiinalaiset tähtitieteilijät havaitsivat Kassiopeian tähdistössä kirkkaan uuden tähden. Tähti himmeni noin kuukauden kuluessa ja hävisi sitten näkymättömiin. Nykynimitykseltään ilmiö tunnetaan supernovana, mutta tuolloin ilmiö oli ”yliluonnollinen”. Itämaisille astronomeille havainto jäi selittämättömäksi ja oudoksi – mitä oli tapahtunut? Nyt tämä mysteerio on ilmeisesti selvinnyt.
Manchesterin yliopiston kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä ilmoitti löytäneensä selityksen tälle ilmiölle, joka on pysynyt 900 vuotta selittämättömänä. Ryhmään kuului astronomeja Hongkongista, Britanniasta, Espanjasta, Unkarista ja Ranskasta mukaan lukien professori Albert Zijlstra Manchesterin yliopistosta. Havaintopohjana käytettiin Nasan Wide-field Infrared Survey Explorer WISE luotaimella saatua informaatiosta. WISE ammuttiin avaruuteen 2009 ja sen tehtävä oli mm. löytää maailmanakaikkeudesta kirkkaita galakseja ja mustia aukkoja. Luotaimella on huippulaatuiset infrapuna-alueen kamerat ja luotain on lähettänyt vuosina 2009-2013 miljoonia kuvia. Hanke jatkui Neowise Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer-hankkeena.
Syyskuussa 2021 julkaistun uuden tutkimuksen mukaan heikko, nopeasti laajeneva kaasusumua Pa 30 tai ”Parkerin tähteä” (J005311 / IRAS 00500+6713) ympäröi yhtä Linnunradan kuumimmista tähdistä, joka tunnetaan juuri nimellä Parker’s star . Tämä on historiallinen supernovan jäänne, joka sopii kiinalaisten havaintoon profiilinsa, sijaintinsa ja historiassa puolesta. Ryhmä ilmoitti havainneensa supernovan kaasumaiset jäännökset eli jättimäisen kuplan, joka laajenee noin 1100 km/s. Nykyisen laajentumisnopeuden perusteella tiimi arvioi, että kupla on peräisin Kassiopeian supernovaräjähdyksestä vuodelta 1188. Supernovan tyyppi on lax ja Parkerin tähteä pidetään Zombi-tähtenä, eli lax-supernovan jäänteenä. Etäisyydeksi on arvioitu 8 kpc eli lähes 26 093 valovuotta ja kohteen sijainti on R.A.: 01:31:14 decl.: +70:15:50 (J2000) ja arvioitu etäisyys on oin 26 000 valovuotta.
Viimeisen vuosituhannen aikana vuodesta Linnunradassa on havaittu vain 9 kirkasta supernovaa. Näistä ”kiinalaisten supernova”, joka tunnetaan myös nimellä 1181 AD ”Kiinan vierastähti”, on jäänyt mysteeriksi. He myös tallensivat tähden likimääräisen sijainnin havainnoimalla sitä taivaalla, mutta nykyaikaiset tähtitieteilijät eivät ole edes löytäneet vahvistettua supernovan jäännöstä. Loput supernovat ovat kaikki nykyajan tieteen hyvin tuntemia ja niistä kuuluisin on harrastajien keskuudessa suosittu vuoden 1054 supernovan jäänne Rapusumu M 1 Härän tähdistössä, joka löydettiin sitten uudelleen 1703. Sen etäisyys meistä on noin 6500 valovuotta.
Kuvassa vasemmalla WISE:n väärävärikuva Pa 30:sta, keskellä WISE:n 11 μm ja oikealla Kitt Peak National Observatorion KPNO 2,1 metrin teleskoopin kuva näkyvällä valolla. Pa 30 on meistä noin 7500 valovuoden etäisyydellä. Kuvassa mittakaavana 100,000 au eli noin 1,6 valovuotta. Vihreä risti osittaa keskustähden paikan.
Aluksi kiinalaiseksi 1181 supernovaksi esitettiin vuonna 2006 löydettyä radio- ja röntgenpulsaria J0205+6449 tai 3C 58, sekin Kassiopeiassa.
Tämän planetaarisen sumun Pa 30 (Patchick 30) löysi jo elokuussa 2013 kuten arvatakin saattaa amerikkalainen harrastaja Dana Patchick, joka kuuluu Deep Sky Huntersin DSH-ryhmään. Hän ja ryhmä käyttää erilaisia tähtikuva-arkistoja, kuten WISE:n Wide-field Infrared Survey Explorerin keski-IR kuva-arkistoa ja 2,1 metrin Kitt Peak National Observatorion (KPNO) kaukputken kuva-arkistoja uusien planetaaristen sumujen etsimiseen. Kuvamateriaalista hän löysi etäisen ja himmeän kohteen Pa 30, jonka keskustähtenä on SN 1181 supernovajäänne. Pa 30 ja Parkerin tähden on aiemmin arvioitu olevan kahden valkoisen kääpiötähden fuusion seurausta. Tällaisten tapahtumien uskotaan johtavan harvinaiseen ja suhteellisen heikkoon supernovatyyppiin, jota kutsutaan tyypin Lax -supernovaksi.
Professori Zijlstra lisäsi: ”Vain noin 10% supernovista on tämän tyyppisiä, eikä niitä ymmärretä hyvin. Se, että supernova 1181 oli heikko mutta himmeni hyvin hitaasti elokuussa ollen näkyvissä 185 vrk, sopii juuri tähän tyyppiin. Se on ainoa tällainen tapahtuma, jossa voimme tutkia sekä jäännössumua että sulautunutta tähteä ja saada myös kuvauksen itse räjähdyksestä. ” Jäänteiden, valkoisten kääpiöiden ja neutronitähtien sulautuminen synnyttää äärimmäisiä ydinreaktioita ja muodostaa raskaita, erittäin neutronirikkaita elementtejä, kuten kultaa ja platinaa. Yhdistämällä kaikki nämä tiedot; ikä, sijainti, tapahtuman kirkkaus, 185 päivän kesto, voidaan olettaa, että Parkerin tähti ja Pa 30 ovat supernovan SN 1181: n jäänteitä. Tämä on ainoa tyypin lax-supernova, jossa on tehty yksityiskohtaisia tutkimuksia jäännöksen tähti ja sumu ovat mahdollisia. On hienoa pystyä ratkaisemaan sekä historiallinen että tähtitieteellinen mysteeri.
Tämä löytö on osoitus siitä, että harrastajatkin voivat tehdä hienoa tieteellistä työtä ja osallistua laajempiin projekteihin hyödyntämällä vapaasti saatavissa olevaa valokuva- ja havaintomateriaalia. Planetaariset ja epämääräiset sumumaiset kohteet ovat erinomainen alue juuri harrastelijoille. Mielenkiinnolla voidaan jäädä odottelemaan seuraavaa löytöä.
Supernovia lähes maailmankaikkeuden alkuajoilta
Supernovahan voi periaatteessa ilmaantua milloin tahansa joko meidän linnunradassamme tai jossakin muussa galaksissa. Usein lähigalaksien supernovat valaiset himmeän galaksin tai galaksihaaran joksikin aikaa ja sitten ne sammuvat. Silti supernovia harvoin havaitaan paljain silmin. Kovin etäisissä galakseissa supernovajäänteitä on taas vaikea tutkia. Yksi erikoisimmasta havaintomahdollisuuksista on valon linsseytyminen, englanniksi ”gravitational lensing”. Tässä ilmiössä kaukaisen galaksin ja meidän välillämme on joku voimakas vetovoimakenttä, joka taittaa valoa linssimäisesti ja näemme kohteita ikään kuin linsseytyneinä tai peilikuvina yleisen suhteellisuusteorian periaatteiden mukaisesti. Ensimmäiset galaksi-linsseytymiset havaittiin 1990-luvun alussa. Näin uusia kaukaisia kohteita kuten supernoviakin voi havaita oudoissa paikoissa outoon aikaan ja ikään kuin ”kulman takaa”.
Kuvassa yllä on linssetymisen periaate ja alla olevassa kuvassa punaisena (punasiirtymä) näkyvät a, b ja c ovat linsseytymän paljastamia etäisiä taustagalakseja, joiden ikä saattaa olla jopa 12 miljardia vuotta, eli ne nähdään sellaisena, kun maailmankaikkeus oli ”juuri” syntynyt. Hubble-teleskoopin valtaisasta kuvamateriaalista siis saattaa löytyä tulevina vuosina vielä vastaavia kohteita. Kuvassa esiintyvät valokaaret ovat yksi linsseytymisen muoto, ikään kuin taittovirhe.
Tyypillinen massiivinen ”linssi” on esim. suuri galaksiryhmä Abell 2744 (3,5 miljardia vv.), jonka läpi kulkeneesta valosta löydettiin äärimmäisen himmeitä galakseja. Kuva yllä.
Jatkossa uusia vanhoja supernovia voi myös löytää vanhoista Hubblen ottamista syvän taitavaan kuvista. Esimerkkinä tästä on yllä Hubblen kuvapari vuosilta 2016 ja 2019. Massiivinen noin 4 miljardin valovuoden päässä, eli kohteen etäisyyden puolivälissä oleva galaksiryhmä MACS J0138.0-2155, johon kuuluu tuhansia galakseja, taivutti eli linsseytti valoa sopivasta kaukaisemmasta taustalla olevasta supernovasta, nimeltään Requiem, joka on noin 10 miljardin valovuoden etäisyydellä. Supernova näkyi kolmena valopisteenä, kun linsseytynyt valo saapui ”suorempaa” tietä näkyviin vuonna 2016, kunnes se hävisi. Uutta linsseytynyttä valoa kohteesta odotellaan taas vuonna 2037. Kolme näkymää tästä supernovasta näkyy Hubble -avaruusteleskoopin ottamassa vuoden 2016 vasemmassa kuvassa (valkoiset ympyrät). Mutta nämä ”linsseytyneet kuvatukset” ovat hävinneet vuoden 2019 kuvassa oikealla. Tutkijat ennustavat, että samasta supernovasta tuleva valo ilmestyy uudelleen vuonna 2037 uudessa neljännessä paikassa, joka on merkitty keltaisella ympyrällä oikean kuva yläkulmassa. Linsseytyneitä supernovia on havaittu aiemmin ainakin kaksi kappaletta. Outoja ovat fotonien tiet!
Tähtitieteilijät ennustavat, että jotkut fotonit kulkevat vielä neljännen ja pidemmän ”polun”, joten niiden valon saapuminen kestää vielä 16 vuotta. Vuonna 2037 nähdään, ovatko he oikeassa. Täytyy kyllä ihmetellä nykytekniikkaa. MMu