Το Pre-Supernova Death Throes Of A Supergiant Star εμφανίστηκε για πρώτη φορά
Οι αστρονόμοι έπιασαν επιτέλους κάτι που αναζητούσαν εδώ και καιρό - τις τελευταίες μέρες ενός γιγάντιου άστρου πριν από την έκρηξή του σε έναν σουπερνόβα. Προκαλώντας σύγχυση στις προσδοκίες, το εν λόγω αστέρι ήταν πολύ δραστήριο πριν από την έκρηξη, εγείροντας το ερώτημα εάν μια τέτοια συμπεριφορά είναι συνηθισμένη και μας έχει διαφύγει κάπως ή υπήρχε κάτι πολύ ασυνήθιστο σε αυτό το αστέρι.
Τα κόκκινα υπεργίγαντα αστέρια με μάζα μεγαλύτερη από οκτώ φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου γίνονται τελικά σουπερνόβα Τύπου II (ή Ib/Ic), αφήνοντας πίσω τους είτε ένα αστέρι νετρονίων είτε μια μαύρη τρύπα. Αν και ο γαλαξίας μας απέτυχε πεισματικά να μας προσφέρει ένα τέτοιο γεγονός τα τελευταία 400 χρόνια, βλέπουμε τώρα εκατοντάδες εκρήξεις όπως αυτή σε άλλους γαλαξίες κάθε χρόνο.
Δυστυχώς, τα βλέπουμε μόνο όταν συμβεί η έκρηξη. Η φάση του κόκκινου γίγαντα μπορεί να είναι σύντομη σε αστρονομικές χρονικές κλίμακες, αλλά εξακολουθεί να διαρκεί εκατοντάδες χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια, και τα αστέρια φαίνεται να μην μας δίνουν καμία προειδοποίηση πριν από τον τελικό τους θάνατο. Ή έτσι νομίζαμε μέχρι που όπως αναφέρει το Astrophysical Journal, το έκανε κάποιος.
Οι αστρονόμοι συχνά επιστρέφουν σε αρχειοθετημένες εικόνες και εντοπίζουν ένα γιγάντιο αστέρι, που ονομάζεται πρόγονος, στη θέση μιας έκρηξης σουπερνόβα. Ωστόσο, χωρίς λόγο να το μελετήσουμε προσεκτικά πρώτα, οι γνώσεις μας είναι συνήθως φτωχές και αυτές οι εικόνες πριν από την έκρηξη δεν δείχνουν τίποτα που να υποδεικνύει ότι μια έκρηξη ήταν επικείμενη. Ακόμη και όταν οι πρόγονοι εξέπεμπαν πολύ φως, ήταν γενικά αρκετά σταθεροί.
Ωστόσο, τον Σεπτέμβριο του 2020 οι αστρονόμοι εντόπισαν έναν σουπερνόβα SN 2020tlf στον μακρινό γαλαξία NGC 5731 των 120 εκατομμυρίων ετών φωτός και τον παρατήρησαν με τηλεσκόπια σε όλο το φάσμα. Προηγούμενες εικόνες του NGC 5731 αποκαλύπτουν ότι ο προγονικός αστέρας διέφερε δραματικά σε φωτεινότητα από 128 έως 51 πριν από την έκρηξη, δίνοντας μια ένδειξη σε όποιον το παρακολουθούσε έτοιμη να σβήσει.
Σε μια τέτοια απόσταση, οι παρατηρήσεις του προγονέα SN 2020tlf δεν θα μπορούσαν να είναι τόσο λεπτομερείς. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό φωτός που συλλέχτηκε πριν και μετά την έκρηξη, ο μεταπτυχιακός φοιτητής του Πανεπιστημίου Northwestern Wynn Jacobson-Galán και οι συνεργάτες του έχουν διαμορφώσει τις τελευταίες ημέρες του άστρου με πρωτοφανή λεπτομέρεια. Πιστεύουν ότι είχε μάζα 10-12 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο πριν αρχίσει να πετάει υλικό, αλλά έχασε τουλάχιστον 0,01 ηλιακές μάζες το χρόνο πριν από την έκρηξη. Η ακτίνα του ήταν 1.100 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο λίγο πριν εκραγεί – σχεδόν σε τροχιά του Δία.
«Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόησή μας για το τι κάνουν τα τεράστια αστέρια λίγες στιγμές πριν πεθάνουν», είπε ο Jacobson-Galán σε μια δήλωση. «Η άμεση ανίχνευση της δραστηριότητας πριν από τον σουπερνόβα σε ένα κόκκινο υπεργίγαντα αστέρι δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ πριν σε έναν συνηθισμένο σουπερνόβα τύπου ΙΙ. Για πρώτη φορά, παρακολουθήσαμε ένα κόκκινο υπεργίγαντα αστέρι να εκρήγνυται». Ο ανώτερος συγγραφέας Dr Raffaella Margutti περιέγραψε την εξέταση των αρχειακών εικόνων ως «σαν να βλέπεις μια ωρολογιακή βόμβα που χτυπάει».
Το έγγραφο αποδίδει την ταχεία απώλεια μάζας και τις φωτεινές εκπομπές πριν από την έκρηξη σε «αστάθειες βαθιά ριζωμένες στο αστρικό εσωτερικό, που πιθανότατα συνδέονται με τα τελικά στάδια πυρηνικής καύσης». Ωστόσο, δεν είναι σαφές γιατί αυτό το αστέρι θα έπρεπε να ήταν πιο ασταθές από άλλα του είδους του. Οι συγγραφείς υποπτεύονται ότι άλλα σουπερνόβα αυτού του τύπου παράγουν παρόμοιες αλλά πιο αμυδρά εκπομπές που δεν έχουν ανιχνευθεί.
Αιχμές εκπομπών πριν από την έκρηξη έχουν βρεθεί στο παρελθόν, για παράδειγμα για το σουπερνόβα SN II iPTF14hls, το αστέρι που πέθανε δύο φορές. Ωστόσο, αυτό ήταν ένα τόσο ασυνήθιστο γεγονός με άλλους τρόπους που μας λέει λίγα για τυπικούς προγόνους σουπερνόβα. Το SN 2020tlf, από την άλλη πλευρά, έμοιαζε με ένα αρκετά φυσιολογικό σουπερνόβα μόλις συνέβη, κάνοντας τη συμπεριφορά του προγονέα ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα.
