Bir sanatçının, yaşamının son yılında çalkantılı bir gaz bulutu yayan kırmızı bir süperdev yıldız izlenimi. Bu, bu yıldızların en azından bazılarının süpernovaya gitmeden önce önemli içsel değişiklikler geçirdiğini gösteriyor. Kredi: WM Keck Gözlemevi/Adam Makarenko
Gökbilimciler Kırmızı Süperdev’in Ölüm Sancılarını Yakaladı
Araştırmacı, “İlk kez kırmızı bir süperdev yıldızın patlamasını izledik” diyor.
Gökbilimciler, ilk kez, kırmızı bir süperdevin yaşamının dramatik sonunu gerçek zamanlı olarak görüntülediler – devasa yıldızın hızlı kendi kendini yok etmesini ve bir tip II süpernovaya çökmeden önce son ölüm sancılarını izliyorlar.
Araştırmacılar tarafından yönetilen kuzeybatı Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley (UC Berkeley), ekip, kırmızı süperdevi ölümcül patlamasına kadar geçen 130 gün boyunca gözlemledi.
Keşif, kırmızı süperdev yıldızların patlamadan hemen önce nasıl evrimleştiğine dair önceki fikirlere meydan okuyor. Daha önceki gözlemler, kırmızı süperdevlerin ölümlerinden önce nispeten sessiz olduklarını gösterdi – şiddetli patlamalar veya parlak emisyonlar kanıtı olmadan. Ancak yeni gözlemler, patlamadan önceki son yılda kırmızı bir süperdevden gelen parlak radyasyonu tespit etti. Bu, bu yıldızlardan en azından bazılarının iç yapılarında önemli değişikliklere uğraması gerektiğini ve bunun da çökmeden önce gaz anlarının çalkantılı bir şekilde püskürtülmesiyle sonuçlanması gerektiğini gösteriyor.
Çalışmanın baş yazarı Wynn Jacobson-Galán, “Bu, devasa yıldızların ölmeden birkaç dakika önce ne yaptığına dair anlayışımızda bir atılım” dedi. “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 bugün 6 Ocak 2022’de yayınlandı. Astrofizik Dergisi.
Bir sanatçının, II. Tip bir süpernovaya dönüşen, çökmeden ve patlamadan önce son nefesinde şiddetli bir radyasyon ve gaz patlaması yayan kırmızı bir süperdev yıldızı tasviri. Kredi: WM Keck Gözlemevi/Adam Makarenko
Çalışma, Jacobson-Galán’ın Ulusal Bilim Vakfı (NSF) Lisansüstü Araştırma Görevlisi olduğu Northwestern’de yürütülmüş olsa da, o zamandan beri UC Berkeley’e taşındı. Northwestern’in ortak yazarları arasında, tümü Northwestern’in Astrofizikte Disiplinlerarası ve Keşif Araştırmaları Merkezi’nin (CIERA) üyeleri olan Deanne Coppejans, Charlie Kilpatrick, Giacomo Terreran, Peter Blanchard ve Lindsay DeMarchi yer alıyor.
‘Böyle bir şiddet eylemini asla teyit etmedik’
Maui, Haleakala’daki Hawaiʻi Üniversitesi Astronomi EnstitüsüPan-STARRS, kırmızı süperdevden yayılan büyük miktarda ışık yoluyla ölüme mahkûm olan büyük yıldızı ilk kez 2020 yazında tespit etti. Birkaç ay sonra, 2020 sonbaharında bir süpernova gökyüzünü aydınlattı.
Ekip, güçlü flaşı hızla yakaladı ve WM Keck Gözlemevi’nin Maunakea, Hawaii’deki Düşük Çözünürlüklü Görüntüleme Spektrometresini kullanarak süpernova 2020tlf (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.
CIERA’da yardımcı doçent ve gazetenin kıdemli yazarı Raffaella Margutti, “Bu saatli bir bomba izlemek gibi” dedi. “Ölmekte olan bir kırmızı süperdev yıldızda, şimdiye kadar böylesine parlak bir emisyon ürettiğini, ardından çöktüğünü ve yandığını gördüğümüz böyle şiddetli bir faaliyeti şimdiye kadar doğrulamamıştık.”
Ekip, patlamanın ardından SN 2020tlf’yi izlemeye devam etti. Araştırmacılar, Keck Gözlemevi’nin Derin Görüntüleme ve Çok Nesneli Spektrografı ve Yakın Kızılötesi Echellette Spektrografından elde edilen verilere dayanarak, SN 2020tlf’nin ataları olan kırmızı üstdev yıldızının – Dünya’dan yaklaşık 120 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan NGC 5731 galaksisinde – 10 kat daha büyük olduğunu belirlediler. güneşten daha büyük.
Uzak olasılıklar
Margutti ve Jacobson-Galán, çalışmanın çoğunu Northwestern’de geçirdikleri süre boyunca yürüttüler; Margutti, fizik ve astronomi doçenti ve CIERA üyesi olarak görev yaptı ve Jacobson-Galán, Margutti’nin araştırma grubunda yüksek lisans öğrencisi olarak görev yaptı. Margutti şimdi UC Berkeley’de astronomi ve astrofizik doçenti.
Northwestern’in Keck Gözlemevi’nin teleskoplarına uzaktan erişimi, araştırmalarının ayrılmaz bir parçasıydı. Gökbilimciler, Üniversitenin Evanston kampüsünden Hawaii’deki bir teleskop operatörüyle bağlantı kurabilir ve teleskopu nereye yerleştireceklerini seçebilirler. Gökbilimciler, Hawaii’ye uzun mesafeli seyahati atlayarak değerli gözlem zamanından tasarruf sağlarlar – genellikle süpernovalar gibi hızlı bir şekilde parlayabilen ve ardından hızla kaybolabilen geçici olayları yakalarlar.
Daniel I. Linzer Seçkin Fizik ve Fizik Profesörü Vicky Kalogera, “Kırmızı bir süperdev süpernovanın bu önemli keşfi, Northwestern’in Keck Gözlemevi de dahil olmak üzere en iyi özel teleskop tesislerine erişime yaptığı yatırımın öneminin bir başka güçlü göstergesidir” dedi. Northwestern’deki Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde astronomi ve CIERA’nın direktörü. “Şu anda gezegenimizin en iyisi olan Keck teleskopları, Keck ortaklığımızın sadece birkaç yıl önce başlamasından bu yana CIERA araştırmacılarının gösterdiği gibi, bu çaptaki bilimsel ilerlemeleri benzersiz bir şekilde mümkün kılıyor.”
Margutti, Jacobson-Galán ve Kuzeybatıdaki ortak yazarları, süpernovaları patlamadan hemen sonra yakalamak için Pan-STARRS teleskopunu kullanan Genç Süpernova Deneyi’nin üyeleridir.
Jacobson-Galán, “Bu keşifle ortaya çıkan tüm yeni ‘bilinmeyenler’ beni çok heyecanlandırıyor” dedi. “SN 2020tlf gibi daha fazla olayı tespit etmek, yıldız evriminin son aylarını nasıl tanımladığımızı önemli ölçüde etkileyecek, büyük kütleli yıldızların hayatlarının son anlarını nasıl geçirdiklerine dair gizemi çözmek için gözlemcileri ve teorisyenleri bir araya getirecek.”
Referans: “Son Anlar. I. Precursor Emission, Envelope Inflation, and Enhanced Mass Loss Preceding the Luminous Type II Supernova 2020tlf” yazan WV Jacobson-Galán, L. Dessart, DO Jones, R. Margutti, DL Coppejans, G. Dimitriadis, RJ Foley, CD Kilpatrick, DJ Matthews, S. Rest, G. Terreran, PD Aleo, K. Auchettl, PK Blanchard, DA Coulter, KW Davis, TJL de Boer, L. DeMarchi, MR Drout, N. Earl, A. Gagliano, C. Gall, J. Hjorth, ME Huber, AL Ibik, D. Milisavljeviç, Y.-C. Pan, A. Rest, R. Ridden-Harper, C. Rojas-Bravo, MR Siebert, KW Smith, K. Taggart, S. Tinyanont, Q. Wang ve Y. Zenati, 6 Ocak 2022, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac3f3a
“Son Anlar I: Işıltılı tip II süpernova 2020tlf’den önceki öncü emisyon, zarf şişmesi ve artırılmış kütle kaybı” çalışması, tarafından desteklenmiştir. NASA, Ulusal Bilim Vakfı, Heising-Simons Vakfı, Kanada İleri Araştırma Enstitüsü, Alfred P. Sloan Vakfı ve VILLUM FONDEN.