Mystiska supernovor exploderar två gånger och föder kraftfulla magneter

Denna konstnärs illustration av en supernova visar ett skal av material som utvisas från den döende stjärnan, liksom ett utbrott av starkt ljus. (Bildkredit: NASA)

En mystisk sorts supernova som verkar explodera två gånger kan föda några av de mest kraftfulla magneterna i universum, finner en ny studie.

Supernovor är explosioner som uppstår när vissa typer av stjärnor tar slut på bränsle och 'dör'. Dessa utbrott kan kortfattat överträffa alla miljontals andra stjärnor i sina galaxer.

Nyligen upptäckte forskare en mycket sällsynt klass av supernova, känd som superluminösa supernovor. Dessa stjärnexplosioner är upp till 100 gånger ljusare än andra supernovor. Den överlägsna sorten står för mindre än en tusendel av alla supernovor, och endast cirka 30 exempel har studerats väl. [Foton från Supernova: Fantastiska bilder av stjärnexplosioner]

'De är extremt ljusa och kan ses i upp till ett år men är otroligt sällsynta, så [de] är svåra att hitta och mäta', säger studieförfattaren Mathew Smith, astrofysiker vid University of Southampton i England. 'Vi vet ännu inte det fysiska ursprunget till dessa kosmiska explosioner som kan ses ut till universums början; det är huvudfokus för nuvarande och framtida sökningar. '

Mystiskt nog föreslog tidigare forskning att vissa superluminösa supernovor verkar explodera två gånger. Före deras huvudsakliga explosioner upplever var och en av dessa supernovor en ljusstyrka som varar några dagar.

Nu har Smith och hans kollegor analyserat en sån 'dubbel-toppad' superluminös supernova från nästan det ögonblick den inträffade och belyste dess ursprung. I sitt nya papper sa de att de flesta superluminösa supernovorna faktiskt kan vara dubbeltoppade.

Denna graf visar förändringen i den skenbara ljusstyrkan för en superluminös supernova som detekterats av Dark Energy Survey. Diagrammet visar en första bump i ljusstyrka, följt av en stor spik som representerar den största supernova -explosionen.(Bildkredit: Mathew Smith)

Hur skiljer sig en supernova från en hypernova? Lär dig om de olika typerna av exploderande stjärnor som astronomer har identifierat i denna infografik. (Bildkredit: av Karl Tate, Infographics artist)

Forskarna upptäckte denna superluminösa supernova, som heter DES14X3taz, 2014 genom att undersöka data från Dark Energy Survey. DES14X3taz ligger cirka 6,4 miljarder ljusår från jorden.

Med hjälp av Gran Telescopio Canarias, ett teleskop på Spaniens Kanarieöar, utförde teamet av astronomer uppföljningsobservationer strax efter att DES14X3taz först upptäcktes. Detta hjälpte forskarna att se hur supernovans temperatur utvecklats över tiden.

Forskarna såg att efter den första ljusstyrkan ökade objektet snabbt. Ytterligare en kraftfullare ljusstyrka följde.

Den inledande ljusstyrkan sammanföll sannolikt med den döende stjärnans utstötning av en enorm bubbla av material i yttre rymden. Stjärnans massa var ungefär 200 gånger solens, och massan av bubblan av utvisat material motsvarade ungefär solens, uppskattade forskarna. Denna bubbla av utvisat material svalnade snabbt när det växte, sa de.

Efter den första ökningen i ljusstyrka, denna supernova födde en magnetar , sa forskarna. Magnetarer är bland de mest kraftfulla magneterna i universum. De är en slags neutronstjärna, som är materialkärnan i en död massiv stjärna. För att nå denna slutsats om magnetfödelsen jämförde forskarna data med flera fysiska modeller av supernovor.

Explosionen som skapades av magnetarens bildning upphettade bubblan som utvisades av den första explosionen, vilket ledde till den andra, mer kraftfulla ljusstyrkan, fann forskarna.

Men forskarna sa att deras mest överraskande upptäckt inte var att supernova hade en dubbel topp, men att det finns betydande bevis för att de flesta superluminösa supernovor också gör det, säger Smith till guesswhozoo.com.

Tidigare forskning av tidigare superluminösa supernovor föreslog att 'dessa astrofysiska objekt är alla mycket lika, och därför kan förmodligen en explosionsmekanism förklara dem alla', säger Smith.

Forskargruppens analys av andra superluminösa supernovor tyder verkligen på att dubbla toppar kan vara inneboende för alla superluminösa supernovor, säger Smith.

'Jakten pågår nu för att hitta dessa händelser tidigt och verkligen binda vad som orsakar dem,' sa Smith. 'Håll tummarna, vi hittar några fler.'

Forskarna redogjorde för sina fynd online den 26 juli i The Astrophysical Journal Letters.

Följ Charles Q. Choi på Twitter @cqchoi . Följ oss @Spacedotcom , Facebook och Google+ . Originalhistoria på guesswhozoo.com .