Астрономи вперше спостерігали, як гігантська зірка вибухає вогненною надновою, і видовище виявилося ще вибухонебезпечнішим, ніж припускали дослідники.
Згідно з новим дослідженням, опублікованим 6 січня в Astrophysical Journal, вчені почали спостерігати за приреченою зіркою – червоним надгігантом SN 2020tlf, розташованим приблизно в 120 мільйонах світлових років від Землі – більш ніж за 100 днів до остаточного сильного колапсу. Під час цієї підготовки дослідники побачили, як зірка спалахнула яскравими спалахами світла, коли великі кулі газу вирвалися з поверхні зірки.
Дослідники заявили, що цей салют перед надновою стала великим сюрпризом, оскільки попередні спостереження червоних надгігантів, які ось-ось вибухнуть, не показали жодних слідів сильних викидів.
“Це прорив у нашому розумінні того, що масивні зірки роблять за мить до своєї смерті”, – заявив у своїй заяві провідний автор дослідження Вінн Джейкобсон-Галан, науковий співробітник Каліфорнійського університету в Берклі. «Вперше ми спостерігали вибух червоної зірки-надгіганта!»
Червоні надгіганти – найбільші зірки у Всесвіті за обсягом, у сотні, а іноді й у тисячу разів перевищують радіус Сонця. (Хоч би вони були громіздкими, червоні надгіганти не є ні найяскравішими, ні найпотужнішими зірками.)
Як і наше Сонце ці масивні зірки генерують енергію шляхом ядерного синтезу елементів у своїх ядрах. Але оскільки вони такі великі, червоні надгіганти можуть створювати набагато важчі елементи, ніж водень та гелій, які спалює наше Сонце. У міру того як надгіганти спалюють все більш потужні елементи, їх ядра стають все більш гарячими і стислими. Зрештою, до того часу, коли вони починають сплавляти залізо та нікель, у цих зірок закінчується енергія, їх ядра колапсують, і вони викидають свої газові зовнішні атмосфери в космос внаслідок потужного вибуху наднового II типу.
Вчені спостерігали за червоними надгігантами до того, як вони стали надновими, і вивчали наслідки цих космічних вибухів, проте досі вони ніколи не бачили, як весь процес розгортається в реальному часі.
Автори нового дослідження почали спостерігати SN 2020tlf влітку 2020 року, коли зірка мерехтіла яскравими спалахами випромінювання, які команда пізніше інтерпретувала як вибух газу з поверхні зірки. Використовуючи два телескопи на Гаваях – телескоп Інституту астрономії Гавайського університету Pan-STARRS1 та обсерваторію WM Keck на Мауна-Кеа – дослідники спостерігали за примхливою зіркою протягом 130 днів. Нарешті, наприкінці цього періоду, зірка вибухнула.
За словами дослідників, команда побачила ознаки щільної хмари газу, що оточувала зірку під час її вибуху — ймовірно, того ж газу, що його зірка викидала в попередні місяці. Це говорить про те, що зірка почала зазнавати сильних вибухів задовго до того, як її ядро зруйнувалося восени 2020 року.
«Ми ніколи не підтверджували таку бурхливу активність у вмираючій червоній надгігантській зірці, коли ми бачимо, що вона виробляє таке яскраве випромінювання, а потім колапсує і згоряє досі», — сказала співавтор дослідження Раффаелла Маргутті, астрофізик з Каліфорнійського університету .
Ці спостереження показують, що червоні надгіганти зазнають значних змін у своїй внутрішній структурі, що призводить до хаотичних вибухів газу в останні місяці їхнього життя перед колапсом, уклала команда.
