Masywne gwiazdy w fazie „czerwonego nadolbrzyma” stają się około 100 razy słabsze w widzialnej części widma elektromagnetycznego w ciągu ostatnich kilku miesięcy, zanim zapadną się i wybuchną jako supernowa. Takie jest odkrycie naukowców z Liverpool John Moores University w Wielkiej Brytanii i University of Montpelier we Francji, którzy symulowali, jak wyglądałaby masywna gwiazda tuż przed wybuchem i kiedy jest zagnieżdżona w swoim „kokonie” sprzed wybuchu. Praca może pomóc astrofizykom dowiedzieć się, co powoduje eksplozję tych gwiazd, a także umożliwić astronomom uchwycenie eksplozji w akcji.
Masywne gwiazdy definiuje się jako te, które są od 20 do XNUMX razy cięższe od Słońca. W ostatniej fazie swojego życia takie gwiazdy rozszerzają się i stygną, by stać się czerwonymi nadolbrzymami (RSG). Zgodnie z ostatnimi obserwacjami większość gwiazd sprzed RSG może być otoczona dużymi ilościami materii okołogwiazdowej (CSM), a materia ta może być następnie wyrzucana przez gwiazdę w okresie poprzedzającym wybuch supernowej. Nie jest jednak jasne, w jakich ramach czasowych CSM będzie się gromadzić. Czy uformowałby się na przestrzeni kilkudziesięciu lat dzięki tak zwanemu „superwiatrowi”? A może zajęłoby to mniej niż rok przez krótki wybuch?
Symulacja widma widzialnego dla przedwybuchowych RSG
Aby rzucić światło na tę tajemnicę, naukowcy kierowani przez Ben Davies of Johna Mooresa z Liverpoolu symulował widzialne widma dla RSG tuż przed ich wybuchem i gdy są otoczone przez CSM przed wybuchem. Odkryli, że gwiazdy te powinny być ledwo widoczne na krótko przed eksplozją, ponieważ CSM pochłania praktycznie całe światło w zakresie widzialnym. „Gęsty CSM prawie całkowicie przesłania gwiazdę, czyniąc ją 100 razy słabszą w widzialnej części widma elektromagnetycznego” — wyjaśnia Davies. „Oznacza to, że dzień przed eksplozją gwiazdy byłaby prawie niewykrywalna”.
Dodaje, że archiwa teleskopów są pełne zdjęć, które przypadkowo zawierają masywne gwiazdy, które od tego czasu przeszły w stan supernowej. Na przykład badacze badający pobliską galaktykę w poszukiwaniu starych gwiazd mogli przypadkowo sfotografować RSG, który eksplodował kilka lat później. Na tych zdjęciach sprzed wybuchu gwiazdy, które wkrótce miały umrzeć, wyglądają na duże i jasne, jak zawsze masywne gwiazdy, co oznacza, że nie mogą jeszcze zbudować przewidywanego kokonu okołogwiazdowego.
„To mówi nam, że w ostatnich latach życia gwiazdy zmienia się z bardzo jasnej do praktycznie niewidocznej w ciągu kilku miesięcy”, mówi Świat Fizyki. „To znak, że supernowa jest nieuchronna i sugeruje, że kokon zostanie zbudowany w mniej niż rok, czyli bardzo szybko”.
Model Superwind można wykluczyć
Wynik oznacza również, że model superwiatrów można wykluczyć, ponieważ w tym przypadku RSG byłyby zasłonięte przez dziesięciolecia, zanim wybuchną.
Jak Betelgeuse wysadziła szczyt i straciła rytm
Nowa praca, szczegółowo opisana w Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego, może pomóc zoptymalizować sposób, w jaki przyszłe obiekty, takie jak Obserwatorium Vera Rubin, który ma wejść do sieci w ciągu najbliższych kilku lat, szukaj masywnych gwiazd. „Takie programy co kilka nocy będą badać ogromną część nieba, monitorując w ten sposób miliardy gwiazd, w tym tysiące RSG” — wyjaśnia Davies. „Jeśli jeden z tych RSG zacznie dramatycznie słabnąć, możemy wywołać alarm, aby rozpocząć dokładniejsze obserwacje gwiazdy. Będzie to pierwszy krok w ustaleniu, co powoduje te przedeksplozyjne wybuchy”.
