Naukowcy po raz pierwszy są świadkami męki gigantycznej gwiazdy

(CNN) – Śmierć gwiazdy jest jednym z Wydarzenia Bardziej dramatyczny i gwałtowny w kosmosie astronomowie mieli bezprecedensowe miejsca w pierwszym rzędzie przed wybuchowym końcem gwiezdnego olbrzyma. Teleskopy naziemne dostarczyły pierwszego w czasie rzeczywistym (z Ziemi) spojrzenia na ból umierania czerwonego olbrzyma.

Chociaż nie są to najjaśniejsze ani najbardziej masywne gwiazdy, są zdecydowanie największe. Słynna gwiazda czerwonego olbrzyma to Betelgeuse, która zwróciła na siebie uwagę Nieregularne ciemnienie.

Położona w galaktyce NGC 5731, około 120 milionów lat świetlnych od Ziemi, gwiazda ta była dziesięć razy większa od Słońca.

Niektóre gwiazdy, zanim znikną w blasku chwały, doświadczają gwałtownych erupcji wulkanicznych lub uwalniają gorące warstwy gazu. Dopóki astronomowie nie byli świadkami tego wydarzenia, wierzyli, że planety czerwonych olbrzymów były stosunkowo spokojne, zanim eksplodowały jako supernowa lub zapadły się w gęstą gwiazdę neutronową.

Zamiast tego naukowcy obserwowali, jak gwiazda dramatycznie ulega samozniszczeniu, zanim zapadnie się w supernową typu II. Śmierć tej gwiazdy to gwałtowne zapadnięcie się i gwałtowna eksplozja masywnej gwiazdy po spaleniu wodoru, helu i innych pierwiastków w jej jądrze.

Jedyne, co zostało, to żelazo z gwiazdy, ale żelazo nie może się stopić, więc gwiazda zabraknie energii. Kiedy tak się dzieje, żelazo rozpada się i powoduje supernową. Szczegółowe badanie tych odkryć zostało opublikowane w czwartek w The Astrophysical Journal.

„To przełom w naszym zrozumieniu tego, co robią masywne gwiazdy tuż przed śmiercią” – powiedział w oświadczeniu główny autor badania Wayne Jacobson Galan, doktorant z National Science Foundation Uniwersytetu Kalifornijskiego.

„Bezpośrednie wykrycie aktywności poprzedzającej supernową w czerwonym olbrzymu, której wcześniej nie obserwowano w zwykłej supernowej typu II. Po raz pierwszy widzieliśmy wybuch czerwonego olbrzyma”.

Ostatnie chwile astralnej śmierci

Astronomowie zostali po raz pierwszy powiadomieni o niezwykłej aktywności gwiazdy 130 dni przed supernową. Latem 2020 roku teleskop Pan-STARRS w Instytucie Astronomii Uniwersytetu Hawajskiego wykrył jasne promieniowanie na Haleakala na Maui.

Tej jesieni naukowcy zobaczyli supernową w tym samym miejscu.

Zaobserwowali go za pomocą WM, spektrofotometru do obrazowania o niskiej rozdzielczości w Obserwatorium Keck w Maunakea na Hawajach, i nazwali go supernową 2020tlf. Ich obserwacje ujawniły obecność materii wokół gwiazdy, kiedy wybuchła, jasnego gazu, który gwiazda gwałtownie wyrzuciła z siebie latem.

„To jak oglądanie tykającej bomby zegarowej” – powiedziała w oświadczeniu główna autorka badania, Raffaella Margotti, profesor astronomii i astrofizyki na UC Berkeley. „Nigdy nie potwierdziliśmy tak gwałtownej aktywności umierającego czerwonego olbrzyma, aby zobaczyć, jak wytwarza on tak jasną emisję, a następnie zapada się i płonie, aż do teraz”.

Odkrycie pokazało, że niektóre z tych masywnych gwiazd prawdopodobnie przechodzą kolejne wewnętrzne zmiany, które prowadzą do turbulentnego uwalniania gazu przed śmiercią.

Prace przeprowadzono, gdy Jacobson Gallan i Margotti byli jeszcze na Northwestern University. Mieli zdalny dostęp do teleskopów w Obserwatorium Kecka na Hawajach, co było „kluczowe w dostarczaniu bezpośrednich dowodów na to, że masywna gwiazda zamieniła się w wybuch supernowej” – powiedziała Margotti.

„Jestem bardzo podekscytowany wszystkimi nowymi„ niewiadomymi ”, które zostały ujawnione dzięki temu odkryciu” – powiedział Jacobson Gallan. „Odkrycie większej liczby wydarzeń, takich jak SN 2020tlf, będzie miało duży wpływ na sposób, w jaki definiujemy ostatnie miesiące ewolucji gwiazd, jednocząc obserwatorów i teoretyków w dążeniu do rozwiązania zagadki, w jaki sposób masywne gwiazdy spędzają ostatnie chwile swojego życia”. .