Ten czerwony nadolbrzym wybuchł jako supernowa. Astronomowie wszystko widzieli

Po raz pierwszy w historii astronomowie mieli okazję w czasie rzeczywistym podziwiać dramatyczny koniec żywota gigantycznej gwiazdy – czerwonego nadolbrzyma – gdy ta dokonała autodestrukcji i przemieniła się w supernową typu II. To dość istotne osiągnięcie, gdyż pokazało ono, że w niektórych wielkich gwiazdach przed wybuchem supernowej zachodzą znaczące zmiany.

Gwiazda na oku

Chociaż supernowa typu II została wykryta 16 września 2020 roku, tak się składa, że astronomowie podziwiali gwiazdę, z której powstała przez aż 130 wcześniejszych dni. Badacze porównali ten proces do… obserwowania tykającej bomby.

Jako supernowe typu II wybuchają tylko te gwiazdy, które charakteryzują się masą od 9 do około 40 mas Słońca. Wiadomo, że przed wybuchem te mają strukturę warstwową – jądro złożone z żelaza, kobaltu i nilu, otoczone coraz to lżejszymi pierwiastkami. Nie wiadomo jednak, jakie dokładnie procesy zachodzą w nich przed przejściem w etap supernowej. Obserwacja omawianego czerwonego nadolbrzyma rzuciła na to nieco światła.

„Nigdy dotąd nie potwierdziliśmy tak gwałtownej aktywności w umierającym czerwonym nadolbrzymie. Ten wytworzył niezwykle jasne emisje, a następnie zapadł się i wybuchł [jako supernowa typu II].”, powiedziała Raffaella Margutti, jedna z autorek pracy poświęconej supernowej.

„To przełom w naszym zrozumieniu tego, co dzieje się w masywnych gwiazdach na chwilę przed ich śmiercią.”, stwierdził Wynn Jacobson-Galán, główny autor pracy. „Nigdy wcześniej w przypadku czerwonego nadolbrzyma nie dokonano detekcji aktywności poprzedzającej zwykłą supernową typu II.”

Wybuch 120 milionów lat świetlnych stąd

Wybuch supernowej, któremu nadano oznaczenie SN 2020tlf, został wykryty w ramach przeglądu Young Supernova Experiment. Czerwony nadolbrzym oraz supernowa, która z niego powstała, były obserwowane z pomocą teleskopu Pan-STARRS i Obserwatorium W.M. Kecka, które znajdują się na Hawajach. Pan-STARRS przez około 130 dni śledził ogromne ilości promieniowania wydobywającego sięz nadolbrzyma, podczas gdy Keck przyglądał się pierwszemu rozbłyskowi supernowej, jej początkowym widmom i zachowaniu po wybuchu.

SN 2020tlf znajduje się jakieś 120 milionów lat świetlnych od nas, w galaktyce NGC 5731. Według najnowszych badań, skazana na zagładę gwiazda o masie około 10 do 12 mas Słońca była otoczona gęstą materią okołogwiazdową – zarówno przed, jak i w czasie eksplozji.

Aktywność zwiastująca supernową

Najnowsze obserwacje sugerują, że niektóre czerwone nadolbrzymy doświadczają gwałtownych erupcji i jasnych eksplozji w miesiącach i tygodniach poprzedzającym przejście w supernową. Poprzednie obserwacje pokazywały coś przeciwnego, że ma miejsce cisza przed burzą, jednak nie wszystkie nadolbrzymy muszą umierać w ten sam sposób.

W przyszłości naukowcy biorący udział w przeglądzie Young Supernova Experiment zamierzają szukać innych przykładów jasnego i intensywnego promieniowania emitowanego przez czerwone nadolbrzymy. Taka aktywność może zwiastować bowiem wybuchy supernowych. Cóż, astrofizyka nie przestaje być ciekawa.

Źródło: Obserwatorium W.M. Kecka, fot. tyt. Obserwatorium W.M. Kecka