Supernovan från år 1181 lämnade gasknutar tio gånger bredare än Neptunus bana

De glödande strimmorna som sprutar ut ur Pa 30 som ett fruset fyrverkeri är inte strimmor alls. Nya bilder från Gemini North-teleskopet på Hawaii visar att varje filament är en kedja av gasknutar som trädda pärlor, och varje knut är tillräckligt bred för att rymma alla åtta planeternas omloppsbanor ungefär tio gånger om.

Det är viktigt eftersom Pa 30 är den enda platsen i vår galax där astronomer kan studera resterna av en sällsynt, halvt misslyckad typ av stjärnexplosion med överlevaren fortfarande sittande inuti. Knutarna är den första närbilden på hur resterna bröts sönder, och stjärnans position visar att explosionen var mycket mer symmetrisk än de flesta supernovor.

Pa 30 är troligen kvarlevan av en ”gäststjärna” som astronomer i medeltidens Kina och Japan, tillsammans med arabiska källor, såg blossa upp i stjärnbilden Cassiopeia. Idag ser nebulosan ut som ett maskrosfröhuvud: en sfär av radiella filament runt en extremt het centralstjärna. De nya observationerna, ledda av Tim Cunningham från Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian och Ilaria Caiazzo från Institute of Science and Technology Austria (ISTA), avslöjar ungefär tio gånger fler av dessa filament än någon tidigare bild.

”Planetregionen i vårt solsystem skulle få plats i varje knut ungefär tio gånger med god marginal,” sade Caiazzo. ”Knutarna är påfallande enhetliga. Vi är glada över att försöka modellera dem.”

Hur Gemini North drog fram knutarna ur stjärnljuset

Teamet använde Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) på Gemini North, som ligger mer än 4 200 meter upp på Maunakea. Istället för att samla in allt synligt ljus använde de smalbandsfilter som bara släpper igenom glöden från specifika atomer: joniserat svavel, som lyser rött, och dubbeljoniserat syre, som lyser blågrönt. Att blockera allt annat får svag gas att framträda mot det täta stjärnfältet bakom.

I svavelljus ökade antalet detekterade filament med ungefär en tiopotens jämfört med tidigare studier. Vid närmare betraktande var dessa filament inte släta linjer utan kaskader av knutar eller klumpar. Syre-bilderna gav ett andra resultat: den första bekräftelsen på att den diffusa syreglöden som setts i tidigare observationer kommer från samma filament som svavlet, inte från ett separat moln.

Att mäta knutarna innebar att arbeta på gränsen av vad atmosfären tillåter. Medianbredden på ett svavelfilament var 0,7 bågsekunder, bara något bredare än den 0,5 bågsekunders suddighet som luften ovanför teleskopet den natten orsakade. Det lilla överskottet innebär att filamenten är delvis upplösta, och det antyder en typisk knutdiameter på ungefär 10^16 centimeter, eller cirka 100 miljarder kilometer.

Pa 30 i siffror du kan känna

Neptunus omloppsbana är cirka 9 miljarder kilometer i diameter, så en enskild knut i Pa 30 sträcker sig över mer än tio sådana banor lagda sida vid sida. Det är ungefär 670 gånger avståndet mellan Jorden och Solen, och nebulosan är genomvävd med kedjor av dessa knutar.

Pa 30 ligger cirka 7 500 ljusår från Jorden. Det låter avlägset, men det är mycket närmare än Vintergatans centrum, cirka 26 000 ljusår bort, och den närheten är hela anledningen till att knutarna kan ses. ”Vi kan se så mycket detaljer på grund av Pa 30:s närhet till Jorden,” sade Caiazzo.

Stjärnan i nebulosans hjärta, katalogiserad som IRAS 00500+6713, brinner vid cirka 200 000 grader Celsius, mer än 30 gånger hetare än solens yta. Den driver en vind på cirka 16 000 kilometer per sekund, över 5 procent av ljushastigheten. Supernovan som skapade den är en av endast fem i Vintergatan som observerats från Jorden innan teleskopet uppfanns.

Stjärnan som aldrig fick en spark

De flesta supernovor förstör sin stjärna eller lämnar kvar en kompakt likkropp. Pa 30 tillhör en sällsyntare klass som kallas Typ Iax: lägre energinivå, ofullständiga termonukleära explosioner som lämnar kvar en skadad överlevare, med smeknamnet ”zombiestjärna”. Forskare har föreslagit att denna började som en kollision mellan två vita dvärgar, de täta, jordstora resterna av stjärnor som förbrukat sitt bränsle. Pa 30 är den enda kända Typ Iax-resten i Vintergatan. Några liknande objekt finns i andra galaxer, men detta är det enda där teleskop kan se överlevaren.

I asymmetriska explosioner får den överlevande stjärnan en ”spark” som skickar iväg den från centrum av sitt skräp. Gemini-bilderna placerar nebulosans centrum precis där stjärnan är. Teamet satte en övre gräns på cirka 100 kilometer per sekund för eventuell sidledsspark, ynklig jämfört med stjärnans egen vind.

”Explosioner bevarar rörelsemängd. Om explosionen i sig var perfekt symmetrisk, borde ejecta också vara symmetriskt, och den överlevande stjärnan borde inte få en betydande spark,” sade Caiazzo. ”Vi ser praktiskt taget inte stjärnan röra sig bort alls.”

Vad knutarna inte avgör

Bilderna visar knutarna men inte vad som skapade dem. Forskarna föreslår att variationer i temperatur eller densitet i gasen runt stjärnan kan ha brutit det utströmmande skräpet i klumpar, men ingen modell har ännu reproducerat så regelbundna kedjor. Caiazzos egen beskrivning, påfallande enhetliga och väntar på att modelleras, är en öppen fråga snarare än ett svar.

Storleksmätningen vilar också på en liten marginal. Filamenten är bara något bredare än den atmosfäriska suddigheten, så knutdiametern är en slutsats från delvis upplösta profiler, inte en ren mätning av enskilda knutar. Syre-bilderna togs under sämre förhållanden, med bredder på cirka 1 bågsekund som matchar suddigheten själv.

Sparkgränsen gäller endast rörelse tvärs över himlen. Bilder kan inte mäta rörelse mot eller bort från oss, och en tidigare studie av samma grupp med Keck Cosmic Web Imager fann mer skräp på ena sidan än den andra längs vår siktlinje, vilket de sade kan antyda en asymmetrisk explosion. Att förena det med en stjärna som knappt rört sig i sidled är en del av det oavslutade arbetet. Till och med kopplingen till den historiska supernovan vilar på ålder, position och ljusstyrka som stämmer, inte på en direkt signatur.

Från gäststjärna till Pa 30

Enligt NOIRLab dokumenterar åtta separata texter händelsen. Observatörer noterade först den nya stjärnan mellan 4 och 6 augusti 1181, och den förblev synlig i Cassiopeia i 185 dagar. I decennier kopplade astronomer den till en rest som kallas 3C 58, men det objektets uppskattade ålder passade aldrig bekvämt.

Pa 30 själv dök upp först 2013, när amatörastronomen Dana Patchick upptäckte den i infraröd data från NASA:s Wide-field Infrared Survey Explorer under en medborgarforskningssökning efter planetariska nebulosor. Det var den 30:e nebulosan han fann. År 2021 mätte ett team lett av Andreas Ritter en chockvåg som rörde sig med cirka 1 100 kilometer per sekund och en expansionsålder på ungefär 1 000 år, med en himmelsposition inom 3,5 grader från de kinesiska och japanska rapporterna. År 2024 använde Cunningham och Caiazzo Keck Cosmic Web Imager för att visa att skräpet glider utåt nästan fritt, vilket de kallade stark bekräftelse på att nebulosan kommer från 1181-händelsen.

”Pålitliga historiska dokument om stjärnexplosioner sträcker sig bara ungefär tusen år tillbaka. För allt vi vet kan det mycket väl finnas liknande rester som fortfarande lurar i mörkret i vår egen galax,” sade Cunningham.

Vanliga frågor om Pa 30 och supernovan från 1181

Vad är Pa 30?

Pa 30 är en nebulosa i stjärnbilden Cassiopeia, cirka 7 500 ljusår bort, bestående av radiella filament av gas runt en mycket het överlevande stjärna. Det är troligen resten av den supernova som kinesiska, japanska och arabiska källor dokumenterade år 1181.

Kan man se supernovan från 1181 idag?

Inte med blotta ögat. Explosionen avtog efter cirka sex månader, och dess rest Pa 30 är så svag att den bara identifierades 2013 i infraröd undersökningsdata. Dess filament syns endast i djupa bilder från stora teleskop som Gemini North.

Vad är en Typ Iax-supernova?

Det är en svagare, ofullständig version av de termonukleära explosioner som förstör vita dvärgar. Istället för att spränga stjärnan helt, lämnar den en skadad överlevare, ofta kallad en zombiestjärna. Pa 30 är den enda kända resten av denna typ i Vintergatan.

Hur stora är knutarna i Pa 30?

Artikeln uppskattar en typisk knutdiameter på cirka 10^16 centimeter, ungefär 100 miljarder kilometer. Enligt teamet skulle den del av vårt solsystem som rymmer planeterna få plats inuti varje knut ungefär tio gånger.

Vad händer härnäst

Teamet vill nu modellera hur sådana regelbundna kedjor av knutar bildades. De planerar också att använda Pa 30:s särdrag som en mall för att söka igenom Vintergatan och närliggande galaxer efter liknande rester. ”Astronomin har gått in i stordata-eran,” sade Cunningham. ”Våra resultat kommer att hjälpa oss att sålla igenom de enorma dataseten.” Studien publicerades den 6 oktober 2026 i The Astrophysical Journal.

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

Taggar: astronomi, Supernova, Gemini North, NOIRLab, Pa 30, SN 1181