Gökbilimciler ölmekte olan bir yıldızın patlayıcı sonuna ulaştığına tanık oluyor

Gökbilimciler, ilk kez, kırmızı bir süperdevin yaşamının dramatik sonunu gerçek zamanlı olarak görüntüleyerek, devasa yıldızın bir Tip II süpernovaya dönüşmeden önce hızla kendi kendini yok etmesini ve son ölüm sancılarını izlediler.

Genç Süpernova Deneyi (YSE) geçici araştırmasını yürüten araştırmacılardan oluşan bir ekip, Haleakalā, Maui’deki Hawai Üniversitesi Astronomi Enstitüsü Pan-STARRS ve Maunakea, Hawaii Adası’ndaki WM Keck Gözlemevi gibi iki Hawaii teleskopu kullanarak kırmızı süperdevi son kez gözlemledi. Ölümcül patlamasına 130 gün kaldı.

UC Berkeley’de NSF Lisansüstü Araştırma Görevlisi ve çalışmanın baş yazarı Wynn Jacobson-Galán, “Bu, devasa yıldızların ölmeden birkaç dakika önce ne yaptığına dair anlayışımızda bir atılım” diyor. “Kırmızı bir süperdev yıldızda süpernova öncesi aktivitenin doğrudan tespiti, sıradan bir Tip II süpernovada daha önce hiç gözlemlenmemişti. İlk kez, kırmızı bir süperdev yıldızın patlamasını izledik!”

Keşif, derginin bugünkü sayısında yayınlandı. Astrofizik Dergisi.

Pan-STARRS, ölüme mahkûm olan devasa yıldızı ilk olarak kırmızı süperdevden yayılan büyük miktarda ışık aracılığıyla 2020 Yazında tespit etti. Birkaç ay sonra, 2020 sonbaharında bir süpernova gökyüzünü aydınlattı.

Ekip, güçlü flaşı hızla yakaladı ve Keck Gözlemevi’nin Düşük Çözünürlüklü Görüntüleme Spektrometresini (LRIS) kullanarak süpernova 2020tlf veya SN 2020tlf adlı enerjik patlamanın ilk spektrumunu elde etti. Veriler, patlama anında yıldızı çevreleyen yoğun yıldız ortamının doğrudan kanıtını gösterdi; bu, muhtemelen Pan-STARRS’ın kırmızı süperdev yıldızı yazın başlarında şiddetle fışkırtmasını görüntülediği gazın aynısı.

UC Berkeley’de astronomi doçenti olan kıdemli yazar Raffaella Margutti, “Keck, bir süpernova patlamasına dönüşen devasa bir yıldızın doğrudan kanıtını sağlamada etkiliydi” diyor. “Bu, saatli bir bombayı izlemek gibi. Ölmekte olan bir kırmızı üstdev yıldızda, böylesine parlak bir emisyon ürettiğini, sonra çöküşünü ve yandığını gördüğümüz bu kadar şiddetli bir faaliyeti şimdiye kadar hiç doğrulamamıştık.”

Ekip, patlamadan sonra SN 2020tlf’yi izlemeye devam etti; Keck Gözlemevi’nin Derin Görüntüleme ve Çok Nesneli Spektrografından (DEIMOS) ve Yakın Kızılötesi Echellette Spektrografından (NIRES) elde edilen verilere dayanarak, görüldüğü gibi yaklaşık 120 milyon ışıkyılı uzaklıktaki NGC 5731 galaksisinde bulunan SN 2020tlf’nin progenitör kırmızı üstdev yıldızını belirlediler. Dünya’dan, Güneş’ten 10 kat daha büyüktü.

Keşif, kırmızı süperdev yıldızların patlamadan hemen önce nasıl evrimleştiğine dair önceki fikirlere meydan okuyor. Bundan önce, patlamadan önce gözlemlenen tüm kırmızı süperdevler nispeten sessizdi: SN 2020tlf’den önce gözlemlendiği gibi şiddetli patlamalar veya parlak emisyon kanıtı göstermediler. Bununla birlikte, patlamadan önceki son yılda kırmızı bir süperdevden gelen bu yeni parlak radyasyon tespiti, bu yıldızların en azından bazılarının iç yapılarında önemli değişikliklere uğraması gerektiğini ve bunun da çökmeden önce gaz anlarının çalkantılı püskürmesine neden olduğunu gösteriyor.

Margutti ve Jacobson-Galán, çalışmanın çoğunu Northwestern Üniversitesi’nde geçirdikleri süre boyunca yürüttüler; Margutti, Fizik ve Astronomi Doçenti ve CIERA (Disiplinlerarası Keşif ve Astrofizikte Araştırma Merkezi) üyesi olarak görev yaptı ve Jacobson-Galán, mezun oldu. Öğrenci.

Takımın keşfi, kırmızı süperdevlerden gelen parlak radyasyonu aramak için YSE gibi geçici araştırmalar için ileriye doğru bir yol açıyor ve bu tür davranışların büyük bir yıldızın yakın, süpernova ölümünü işaret edebileceğine dair daha fazla kanıt topluyor.

Jacobson-Galán, “Bu keşifle ortaya çıkan tüm yeni ‘bilinmeyenler’ beni çok heyecanlandırıyor” diyor. “SN 2020tlf gibi daha fazla olayı tespit etmek, yıldız evriminin son aylarını nasıl tanımladığımızı önemli ölçüde etkileyecek, gözlemcileri ve teorisyenleri devasa yıldızların hayatlarının son anlarını nasıl geçirdiklerine dair gizemi çözmek için bir araya getirecek.”