Ujrzeli śmierć gwiazdy w chwili, w której do niej doszło. "Oglądanie tykającej bomby zegarowej"

Mianem czerwonego nadolbrzyma nazywa się jeden z etapów rozwoju gwiazdy. Etap ten mogą osiągnąć obiekty o początkowej masie wynoszącej od 10 do 40 mas Słońca, kiedy wyczerpuje się w nich wodór. Zespołowi naukowców z Northwestern University i Uniwersytetu Kalifornijskiego udało się badać czerwonego nadolbrzyma przez jego ostatnie 130 dni.

Poprzednie obserwacje wykazały, że obiekty tego typu zachowują się względnie spokojnie przed śmiercią - bez gwałtownych emisji światła czy gazu. Podczas nowych badań, na 130 dni przed przemianą gwiazdy w supernową, wykryto jednak jasne promieniowanie. Sugeruje to, że przynajmniej u niektórych gwiazd dochodzi do zmian w wewnętrznej strukturze, które następnie skutkują gwałtownym wyrzutem gazu na krótko przed ich zapadnięciem.

- To przełom w naszym rozumieniu tego, co robią masywne gwiazdy na chwilę przed śmiercią - powiedział Wynn Jacobson-Galán, główny autor badania. - Bezpośrednie wykrycie aktywności w gwieździe typu czerwony nadolbrzym nigdy wcześniej nie było obserwowane w zwykłej supernowej typu II. Po raz pierwszy obserwowaliśmy taką eksplozję - dodał.

Odkrycie zostało opublikowane w czwartek w czasopiśmie naukowym "The Astrophysical Journal".

Gwiazdę SN 2020tlf odkryto latem 2020 roku dzięki teleskopowi na wulkanie Haleakala, należącemu do University of Hawaiʻi Institute for Astronomy Pan-STARRS. Dokładnie 130 dni później zapisy nieba zostały rozświetlone przez supernową.

Zespół szybko uchwycił potężny błysk i uzyskał pierwsze widmo energetycznej eksplozji, nazwanej supernową 2020tlf. Dane wykazały bezpośrednie dowody na istnienie gęstej materii okołogwiazdowej otaczającej gwiazdę w momencie eksplozji. Był to prawdopodobnie ten sam gaz, który zobrazowano latem.

- To jak oglądanie tykającej bomby zegarowej - powiedziała Raffaella Margutti, biorąca udział w badaniach. - Nigdy nie potwierdziliśmy tak gwałtownej aktywności w umierającej gwieździe, podczas której wytwarzana jest tak jasna emisja - dodała.

Zespół monitorował SN 2020tlf także po wybuchu. Na podstawie danych uzyskanych z urządzeń Deep Imaging and Multi-Object Spectrograph oraz Near Infrared Echellette Spectrograph, badacze ustalili, że gwiazda SN 2020tlf znajdowała się w galaktyce NGC 5731, oddalonej o około 120 milionów lat świetlnych od Ziemi. Oszacowano także, że była 10 razy bardziej masywna niż Słońce.

Dzięki zdalnemu dostępowi do hawajskich teleskopów naukowcy mogą od razu łączyć się z danym urządzeniem i kierować go w daną stronę. Dzięki temu udaje się oszczędzić dużo czasu i szybciej wyłapywać krótkotrwałe zjawiska, takie jak supernowe, które szybko rozbłyskają i równie szybko znikają.

- To znaczące odkrycie supernowej w postaci czerwonego nadolbrzyma jest kolejnym dowodem na to, jaka to ważna inwestycja - powiedziała Vicky Kalogera z Northwestern University. Teleskopy te, obecnie najlepsze na naszej planecie, w wyjątkowy sposób umożliwiają postęp naukowy - stwierdziła.

- Jestem podekscytowany wszystkimi nowymi niewiadomymi, które pojawiły się dzięki temu odkryciu - powiedział Jacobson-Galán. - Wykrycie większej liczby zdarzeń takich jak koniec SN 2020tlf znacząco wpłynie na definiowanie ewolucji gwiazd, jednocząc obserwatorów i teoretyków w dążeniu do rozwiązania zagadki, jak masywne obiekty zachowują się w ostatnich chwilach swojego życia - podsumował.