Supernovaen fra år 1181 etterlot gassknuter ti ganger bredere enn Neptuns bane

De lysende stripene som slynger seg ut fra Pa 30 som en frossen fyrverkerirakett er slett ikke striper. Nye bilder fra Gemini North-teleskopet på Hawaii viser at hver filament er en kjede av gassknuter trukket opp som perler, og hver knute er bred nok til å romme banene til alle de åtte planetene omtrent ti ganger.

Det er viktig fordi Pa 30 er det eneste stedet i vår galakse der astronomer kan studere restene av en sjelden, halvveis mislykket type stjerneeksplosjon med den overlevende stjernen fortsatt sittende inni. Knutene er det første nærbildet av hvordan disse restene brøt opp, og stjernens plassering forteller at eksplosjonen var langt mer jevn enn de fleste supernovaer.

Pa 30 er sannsynligvis restene etter en «gjestestjerne» som astronomer i middelalderens Kina og Japan, sammen med arabiske kilder, så blusse opp i stjernebildet Kassiopeia. I dag ser tåken ut som et løvetannfrøhode: en kule av radiale filamenter rundt en ekstremt varm sentralstjerne. De nye observasjonene, ledet av Tim Cunningham fra Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian og Ilaria Caiazzo fra Institute of Science and Technology Austria (ISTA), avslører omtrent ti ganger flere av disse filamentene enn noe tidligere bilde.

«Planetregionen i vårt solsystem kunne få plass i hver knute omtrent ti ganger med god margin,» sa Caiazzo. «Knutene er ganske påfallende jevne. Vi er spente på å forsøke å modellere dem.»

Slik trakk Gemini North knutene ut av stjernelyset

Teamet brukte Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) på Gemini North, som står mer enn 4 200 meter oppe på Maunakea. I stedet for å samle inn alt synlig lys, brukte de smalbåndsfiltre som bare slipper gjennom gløden fra bestemte atomer: ionisert svovel, som lyser rødt, og dobbeltionisert oksygen, som lyser blågrønt. Ved å blokkere alt annet får man fram svak gass mot den tettpakkede stjernehimmelen bak.

I svovellys økte antallet detekterte filamenter med omtrent en størrelsesorden sammenlignet med tidligere studier. Sett nærmere på var disse filamentene ikke glatte linjer, men kaskader av knuter eller klumper. Oksygenbildene ga et andre resultat: den første bekreftelsen på at den diffuse oksygengløden sett i tidligere observasjoner kommer fra de samme filamentene som svovelet, ikke fra en separat sky.

Å måle knutene innebar å arbeide på grensen av hva atmosfæren tillater. Medianbredden til et svovelfilament var 0,7 buesekunder, bare litt bredere enn de 0,5 buesekundene med uskarphet fra luften over teleskopet den natten. Det lille overskuddet betyr at filamentene er delvis oppløste, og det antyder en typisk knutediameter på omtrent 10^16 centimeter, eller omtrent 100 milliarder kilometer.

Pa 30 i tall du kan føle

Neptuns bane er omtrent 9 milliarder kilometer på tvers, så en enkelt knute i Pa 30 spenner over mer enn ti av dem lagt side om side. Det er omtrent 670 ganger avstanden mellom jorden og solen, og tåken er gjennomvevd av kjeder av disse knutene.

Pa 30 ligger omtrent 7 500 lysår fra jorden. Det høres fjernt ut, men det er langt nærmere enn sentrum av Melkeveien, omtrent 26 000 lysår unna, og denne nærheten er hele grunnen til at knutene kan sees. «Vi kan se så mye detaljer på grunn av Pa 30s nærhet til jorden,» sa Caiazzo.

Stjernen i hjertet av tåken, katalogisert som IRAS 00500+6713, brenner ved omtrent 200 000 grader celsius, mer enn 30 ganger varmere enn solens overflate. Den driver en vind på omtrent 16 000 kilometer i sekundet, over 5 prosent av lyshastigheten. Supernovaen som skapte den er en av bare fem i Melkeveien observert fra jorden før teleskopet ble oppfunnet.

Stjernen som aldri fikk et spark

De fleste supernovaer ødelegger stjernen sin eller etterlater et kompakt lik. Pa 30 tilhører en sjeldnere klasse kalt Type Iax: lavere energi, ufullstendige termonukleære eksplosjoner som etterlater en skadet overlevende, kalt en «zombiestjerne». Forskere har foreslått at denne begynte som en kollisjon mellom to hvite dverger, de tette, jordstore restene av stjerner som har brukt opp drivstoffet. Pa 30 er det eneste kjente Type Iax-restproduktet i Melkeveien. Noen få lignende objekter finnes i andre galakser, men dette er det eneste der teleskoper kan se den overlevende.

I skjeve eksplosjoner får den overlevende stjernen et «spark» som sender den drivende bort fra sentrum av restene sine. Gemini-bildene plasserer tåkens sentrum rett der stjernen er. Teamet satte en øvre grense på omtrent 100 kilometer i sekundet for eventuelt sideveis spark, lite i forhold til stjernens egen vind.

«Eksplosjoner bevarer bevegelsesmengde. Hvis selve eksplosjonen var perfekt symmetrisk, bør også utkastet være symmetrisk, og den overlevende stjernen bør ikke få et betydelig spark,» sa Caiazzo. «Vi ser praktisk talt ikke stjernen bevege seg bort i det hele tatt.»

Hva knutene ikke avgjør

Bildene viser knutene, men ikke hva som dannet dem. Forskerne antyder at variasjoner i temperatur eller tetthet i gassen rundt stjernen kan ha brutt det utgående utkastet i klumper, men ingen modell har ennå gjenskapt så regelmessige kjeder. Caiazzos egen beskrivelse – påfallende jevne og venter på å bli modellert – er et åpent spørsmål snarere enn et svar.

Størrelsesmålingen hviler også på en liten margin. Filamentene er bare litt bredere enn den atmosfæriske uskarpheten, så knutediameteren er en slutning fra delvis oppløste profiler, ikke en ren måling av individuelle knuter. Oksygenbildene ble tatt under dårligere forhold, med bredder på omtrent 1 buesekund som samsvarer med selve uskarpheten.

Sparkgrensen gjelder bare bevegelse på tvers av himmelen. Bilder kan ikke måle bevegelse mot eller bort fra oss, og en tidligere studie av samme gruppe med Keck Cosmic Web Imager fant mer utkast på den ene siden enn den andre langs siktelinjen vår, noe de sa kunne antyde en asymmetrisk eksplosjon. Å forene det med en stjerne som knapt har beveget seg sideveis, er en del av det uavsluttede arbeidet. Selv koblingen til den historiske supernovaen hviler på alder, posisjon og lysstyrke som passer, ikke på en direkte signatur.

Fra gjestestjerne til Pa 30

I følge NOIRLab er åtte separate tekster som dokumenterer hendelsen. Observatører la først merke til den nye stjernen mellom 4. og 6. august 1181, og den forble synlig i Kassiopeia i 185 dager. I flere tiår knyttet astronomer den til et restprodukt kalt 3C 58, men den estimerte alderen til dette objektet passet aldri godt.

Pa 30 selv dukket først opp i 2013, da amatørastronomen Dana Patchick oppdaget den i infrarøde data fra NASAs Wide-field Infrared Survey Explorer under en borgerforskning-søk etter planetariske tåker. Det var den 30. tåken han fant. I 2021 målte et team ledet av Andreas Ritter et sjokk som beveget seg med omtrent 1 100 kilometer i sekundet og en ekspansjonsalder på omtrent 1 000 år, med en himmelposisjon innenfor 3,5 grader av de kinesiske og japanske rapportene. I 2024 brukte Cunningham og Caiazzo Keck Cosmic Web Imager for å vise at utkastet beveger seg nesten fritt utover, noe de kalte sterk bekreftelse på at tåken stammer fra hendelsen i 1181.

«Pålitelige historiske opptegnelser av stjerneeksplosjoner strekker seg bare omtrent tusen år tilbake. For alt vi vet, kan det godt finnes lignende restprodukter som fortsatt lurer i mørket i vår egen galakse,» sa Cunningham.

Vanlige spørsmål om Pa 30 og supernovaen fra 1181

Hva er Pa 30?

Pa 30 er en tåke i stjernebildet Kassiopeia, omtrent 7 500 lysår unna, bestående av radiale filamenter av gass rundt en svært varm overlevende stjerne. Det er sannsynligvis restene av supernovaen som kinesiske, japanske og arabiske kilder registrerte i 1181.

Kan man se supernovaen fra 1181 i dag?

Ikke med det blotte øye. Eksplosjonen falmet etter omtrent seks måneder, og restproduktet Pa 30 er så svakt at det først ble identifisert i 2013 i infrarøde kartleggingsdata. Filamentene vises bare i dype bilder fra store teleskoper som Gemini North.

Hva er en Type Iax-supernova?

Det er en svakere, ufullstendig versjon av de termonukleære eksplosjonene som ødelegger hvite dverger. I stedet for å blåse stjernen helt i stykker, etterlater den en skadet overlevende, ofte kalt en zombiestjerne. Pa 30 er det eneste kjente restproduktet av denne typen i Melkeveien.

Hvor store er knutene i Pa 30?

Artikkelen estimerer en typisk knutediameter på omtrent 10^16 centimeter, omtrent 100 milliarder kilometer. Ifølge teamet ville regionen i vårt solsystem som rommer planetene få plass inne i hver knute omtrent ti ganger.

Hva skjer videre

Teamet ønsker nå å modellere hvordan så regelmessige kjeder av knuter ble dannet. De planlegger også å bruke Pa 30s særegne trekk som en mal for å søke i Melkeveien og nærliggende galakser etter lignende restprodukter. «Astronomien har gått inn i stordataæraen,» sa Cunningham. «Funnene våre vil hjelpe oss å så gjennom de enorme datasettene.» Studien ble publisert 6. oktober 2026 i The Astrophysical Journal.

Referanse: Cunningham et al., «Detection of Knots in the Type Iax Supernova Remnant Pa 30,» The Astrophysical Journal, 2026. DOI: 10.3847/1538-4357/ae9cb2

Tagger: astronomi, Supernova, Gemini North, hvit dverg, NOIRLab, Pa 30