Le stelle massicce nella loro fase di "supergigante rossa" diventano circa 100 volte più deboli nella parte visibile dello spettro elettromagnetico negli ultimi mesi prima di collassare ed esplodere come supernova. Questa è la scoperta dei ricercatori della John Moores University di Liverpool nel Regno Unito e dell'Università di Montpelier in Francia, che hanno simulato l'aspetto di una stella massiccia appena prima che esploda e quando si trova nel suo "bozzolo" pre-esplosione. Il lavoro potrebbe aiutare gli astrofisici a capire cosa fa esplodere queste stelle, oltre a consentire agli astronomi di catturare l'esplosione in azione.
Le stelle massicce sono definite come quelle che sono da otto a venti volte più pesanti del Sole. Nell'ultima fase della loro vita, tali stelle si espandono e si raffreddano per diventare supergiganti rosse (RSG). Secondo recenti osservazioni, la maggior parte delle stelle pre-RSG potrebbe essere avvolta da grandi quantità di materiale circumstellare (CSM), e questo materiale potrebbe quindi essere espulso dalla stella nel periodo che precede la trasformazione in supernova. Non è chiaro, tuttavia, in quale arco di tempo si accumulerebbe il CSM. Si formerebbe nel corso di diversi decenni grazie a un cosiddetto "supervento"? O ci vorrebbe meno di un anno per un breve sfogo?
Simulazione degli spettri visibili per RSG pre-esplosione
Per far luce su questo mistero, i ricercatori guidati da Ben Davies of Liverpool John Moores ha simulato gli spettri visibili per gli RSG appena prima che esplodano e quando sono circondati dal CSM pre-esplosione. Hanno scoperto che queste stelle dovrebbero essere appena visibili poco prima che esplodano perché il CSM assorbe praticamente tutta la luce alle lunghezze d'onda visibili. "Il denso CSM oscura quasi completamente la stella, rendendola 100 volte più debole nella parte visibile dello spettro elettromagnetico", spiega Davies. "Ciò significa che il giorno prima che la stella esploda, sarebbe quasi impercettibile."
Gli archivi del telescopio sono pieni di immagini che contengono casualmente stelle massicce che da allora sono diventate supernova, aggiunge. Ad esempio, i ricercatori che hanno esaminato una galassia vicina alla ricerca di vecchie stelle potrebbero aver accidentalmente immaginato un RSG che è poi esploso pochi anni dopo. In queste immagini pre-esplosione, le stelle che presto moriranno sembrano grandi e luminose, come fanno sempre le stelle massicce, il che significa che non possono ancora aver costruito il previsto bozzolo circumstellare.
"Questo ci dice che negli ultimi anni di vita della stella, passa dall'essere molto luminosa a praticamente invisibile nel giro di pochi mesi", dice Mondo della fisica. "Questa è la firma che la supernova è imminente e suggerisce che il bozzolo si forma in meno di un anno, il che è molto veloce".
Il modello Superwind può essere escluso
Il risultato significa anche che il modello del supervento può essere escluso, dice, poiché in questo caso gli RSG sarebbero oscurati per decenni prima di esplodere.
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Il nuovo lavoro, che è dettagliato in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society, potrebbe aiutare a ottimizzare il modo in cui strutture future come il Osservatorio Vera Rubin, che dovrebbe essere online nei prossimi anni, alla ricerca di stelle massicce. "Tali programmi esamineranno un'enorme frazione del cielo ogni poche notti e quindi monitoreranno miliardi di stelle, comprese migliaia di RSG", spiega Davies. “Se uno di questi RSG inizia a diminuire drasticamente, potremmo attivare un avviso per iniziare a osservare la stella con maggiore attenzione. Questo sarà il primo passo per capire cosa causa queste esplosioni pre-esplosione”.
