Мертвые звезды отбрасывают длинные тени: астроном WVU охотится за светящимися призраками сверхновых

Тимоти Фаербер, аспирант WVU, и профессор Лорен Андерсон изучают остатки сверхновых, чтобы лучше понять свойства и динамику галактики. (Фото WVU/Натаниэль Годвин)

Астроном из Университета Западной Вирджинии ищет в Млечном Пути обломки, оставленные сверхновыми — сильными взрывами, которые происходят, когда умирают массивные звезды.

После взрыва сверхновой материал, который был частью звезды, расширяется наружу, образуя оболочку или «остаток». По словам Лорен Андерсон, профессора Колледжа искусств и наук Эберли, изучение остатков сверхновых «необходимо для понимания свойств и динамики нашей галактики, но существует серьезное несоответствие в количестве остатков сверхновых, которые мы ожидаем увидеть, по сравнению с тем, что мы ожидаем увидеть». относительно небольшое количество, которое мы обнаружили».

В Млечном Пути было обнаружено от 300 до 400 остатков сверхновых, но исследования подобных галактик показывают, что в этой галактике, вероятно, существует около 1000 остатков сверхновых. Благодаря финансированию Национального научного фонда в размере 331 170 долларов США Андерсон восполнит этот пробел. Он полагает, что сможет удвоить число известных остатков сверхновых к концу своего трехлетнего исследования.

Идентификация остатков сверхновых требует конфиденциальных данных и может быть сложной задачей. Например, по словам Андерсона, остатки сверхновых часто путают с гораздо более многочисленными областями HII — облаками плотной плазмы, окружающими массивные звезды.

Работая с аспирантом Тимоти Фаербером из Потомака, штат Мэриленд, Андерсон будет использовать данные радиоволн, полученные с помощью телескопов Very Large Array и MeerKAT, для идентификации кандидатов в остатки сверхновых, сочетая программное обеспечение машинного обучения со сканированием старой школы «на глаз». Этот метод позволит Андерсону обнаруживать новые остатки сверхновых, подтверждать предполагаемые остатки сверхновых и удалять из каталога неправильно идентифицированные остатки.

«Это исследование своевременно», — сказал Андерсон, профессор астрономии и член Центра гравитационных волн и космологии WVU. «Последние данные MeerKAT позволяют проводить наиболее чувствительный поиск остатков сверхновых, а недавние работы выявили сотни возможных остатков сверхновых, которые необходимо подтвердить. Мы уже начали первоначальный поиск нескольких квадратных градусов данных GPS с телескопа MeerKAT, и результаты невероятно многообещающие».

Он сказал, что его методология хорошо подходит для обнаружения остатков сверхновых в густонаселенных частях внутренней галактики, увеличивая шансы найти новые остатки, которые еще не распространились и не рассеялись далеко. Эти «молодые, компактные» остатки особенно ценны для исследователей, интересующихся воздействием сверхновых на межзвездное вещество и излучение.

Но Андерсон сказал, что каждый вновь подтвержденный остаток — это возможность для детального изучения — шанс создать трехмерные реконструкции материала, выброшенного, например, в результате взрыва сверхновой, или узнать больше о том, как удар сверхновой влияет на другую материю. в галактике.

Он добавил, что проект также дает возможность найти остатки сверхновых, связанных с пульсарами. Пульсар — это сверхплотное вращающееся ядро, которое остается после взрыва звезды в виде сверхновой. Несмотря на то, что пульсары и остатки сверхновых возникают в результате взрывов сверхновых, их редко можно встретить вместе.

Пульсары важны, потому что их высокоточная «пульсация» позволяет им служить космическими часами для астрономов, в том числе для коллег Андерсона из WVU, которые в июне попали в заголовки международных газет, обнаружив рябь в пространстве-времени, во многом благодаря их изучению пульсаров.

Исследовательская группа Андерсона будет работать с Научной общественной группой Западной Вирджинии, которая обучает студентов WVU проводить презентации STEM для учащихся K-12, делая классные комнаты частью современной, передовой науки, которая происходит на местном уровне.

По словам Андерсона, ни одна из существующих презентаций WV SPOT не демонстрирует сверхновые, поэтому они разработают новый модуль, который также предоставит общий обзор радиотелескопов. Презентация будет включать наблюдения остатков сверхновых, которые будут получены в реальном времени с помощью телескопа обсерватории в Грин-Бэнке, что даст студентам практический опыт астрономии в режиме реального времени.