Massive stjerner i deres "røde superkæmpe"-fase bliver omkring 100 gange svagere i den synlige del af det elektromagnetiske spektrum i de sidste par måneder, før de kollapser og eksploderer som en supernova. Det er opdagelsen af forskere fra Liverpool John Moores University i Storbritannien og University of Montpelier i Frankrig, som simulerede, hvordan en massiv stjerne ville se ud lige før den blæser op, og når den ligger i sin "kokon" før eksplosionen. Arbejdet kan hjælpe astrofysikere med at finde ud af, hvad der får disse stjerner til at eksplodere, samt gøre det muligt for astronomer at fange eksplosionen i aktion.
Massive stjerner er defineret som dem, der er otte til 20 gange tungere end Solen. I den sidste fase af deres liv udvider sådanne stjerner sig og afkøles til at blive røde supergiganter (RSG'er). Ifølge nyere observationer kan de fleste præ-RSG-stjerner være indhyllet i store mængder cirkumstellært materiale (CSM), og dette materiale kan derefter blive slynget ud af stjernen i opløbet til at blive supernova. Det er dog uklart, over hvilken tidshorisont CSM vil akkumulere. Ville det dannes over flere årtier takket være en såkaldt "supervind"? Eller ville det tage mindre end et år via et kort udbrud?
Simulering af de synlige spektre for RSG'er før eksplosion
For at kaste lys over dette mysterium har forskere ledet af Ben Davies of Liverpool John Moores simulerede de synlige spektre for RSG'er lige før de sprænges, og når de er omgivet af præ-eksplosionen CSM. De fandt ud af, at disse stjerner knap skulle være synlige kort før de eksploderer, fordi CSM absorberer stort set alt lys ved synlige bølgelængder. "Den tætte CSM skjuler næsten fuldstændigt stjernen, hvilket gør den 100 gange svagere i den synlige del af det elektromagnetiske spektrum," forklarer Davies. "Det betyder, at dagen før stjernen eksploderer, ville den næsten være uopdagelig."
Teleskoparkiver er fulde af billeder, der tilfældigt indeholder massive stjerner, der siden er blevet supernova, tilføjer han. For eksempel kunne forskere, der undersøgte en nærliggende galakse for gamle stjerner, ved et uheld have afbildet en RSG, som derefter fortsatte med at eksplodere et par år senere. På disse før-eksplosionsbilleder ser de snart-døde stjerner store og lyse ud, som massive stjerner altid gør, hvilket betyder, at de endnu ikke kan have opbygget den forudsagte cirkumstellare kokon.
"Dette fortæller os, at i de sidste år af stjernens liv går den fra at være meget lys til praktisk talt usynlig i løbet af få måneder," siger han. Fysik verden. "Dette er signaturen på, at supernovaen er nært forestående og antyder, at kokonen er bygget op på mindre end et år, hvilket er meget hurtigt."
Superwind model kan udelukkes
Resultatet betyder også, at supervind-modellen kan udelukkes, siger han, da RSG'er i dette tilfælde ville være skjult i årtier, før de eksploderer.
Hvordan Betelgeuse blæste sin top og mistede sin rytme
Det nye værk, som er detaljeret i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society, kunne hjælpe med at optimere, hvordan fremtidige faciliteter som f.eks Vera Rubin Observatorium, som skal komme online i de næste par år, søg efter massive stjerner. "Sådanne programmer vil overvåge en enorm brøkdel af himlen hvert par nætter og så overvåge milliarder af stjerner, inklusive tusindvis af RSG'er," forklarer Davies. "Hvis en af disse RSG'er begynder at blive dramatisk dæmpet, kan vi udløse en alarm for at begynde at observere stjernen mere omhyggeligt. Dette vil være det første skridt i at finde ud af, hvad der forårsager disse præ-eksplosionsudbrud."
