Supernoova jäänukit kütab tuhandekordse helikiirusega tagurpidine lööklaine

Kui täht plahvatab supernoovana, särab see enne kuhtumist mõne nädala või kuu vältel eredalt. Plahvatusest eemale paisatud aines hõõgub aga veel ka tuhandeid aastaid hiljem, moodustades maalilise supernoovariisme. Millest küll johtub selline pikaajaline lõõsk?

Teadlased on avastanud, et supernoova SN 1572 ehk lihtsalt Tycho noova jäänuki sees kihutab suunaga keskme poole 1000-mahhise kiirusega (s.t helikiirusest tuhat korda kiiremini) tagurpidine lööklaine, mis noovajäänukit kuumutab ja röntgenkiirgust kiirgama sunnib, vahendab Harvardi ülikooli ja Smithsoniani instituudi ühine astrofüüsikakeskus CfA.

„Meil poleks üldse võimalik iidseid supernoovajäänukeid uurida, kui poleks pöörd-lööklaineid, mis need hõõguma panevad,“ selgitas uurimustööd CfA juures juhatanud astrofüüsik Hiroya Yamaguchi.

Tycho supernoova tunnistajaks oli astronoom Tycho Brahe 1572. aastal. „Uue tähe“ ilmumine hämmastas toona neid, kes uskusid, et taevalaotuse ülesehitus on püsiv ja muutumatu. Eredaimas faasis säras supernoova kirkamalt kui Veenus, hääbudes umbes aasta hiljem.

Nüüdis-astronoomid teavad, et sündmus, mida Tycho ja tema kaasaegsed vaatlesid, kujutas endast valge kääbustähe plahvatamisel tekkinud Ia-klassi supernoovat. Plahvatus paiskas kosmosesse elemente nagu räni ja raud kiirusega rohkem kui 5000 km/s.

Kui see väljapaiskunud aines põrkas vastu tähtedevahelise gaasi osakesi, tekkiski lööklaine — nagu kosmiline helibarjääri ületamise pauk (ingl sonic boom). Praegu liigub see lööklaine jätkuvalt väljapoole kiirusega umbes 300 mahhi (300-kordse helikiirusega). Kokkupõrge tekitas aga ka raevuka „vastulainetuse“ — tagurpidise suunaga lööklaine, mis kihutab sissepoole kiirusega 1000 mahhi.

Tagurpidine lööklaine kuumutab gaase supernoovajäänuki sees ning ajab need fluorestseerima. Sarnane protsess leiab aset meie kodustes nn päevavalguslampides, ainult et supernoovajäänuk hõõgub röntgenspektris, mitte nähtava valguse sagedusvahemikus. Tänu pöörd-lööklainele saame me üldse supernoovajäänukit näha ja uurida veel sadu aastaid pärast supernoova plahvatamist.

CfA töörühm kasutas Tycho supernoovariisme uurimiseks USA kosmoseagentuuri NASA ja Jaapani kosmoseagentuuri JAXA koostöös ehitatud astronoomiasatelliiti Suzaku. Selgus, et pöörd-lööklaine teele jäävad elektronid kuumenevad kiiresti seni veel täpsemalt tuvastamata protsessi käigus. Uurimuse tulemused on võetud ajakirja The Astrophysical Journal avaldamisjärjekorda.