Tak wybucha czerwony nadolbrzym. Astronomowie obserwowali eksplozję na żywo gwiazdy 10 razy większej od Słońca

Z eksplozjami gwiazd jest tak, że przychodzą niezapowiedziane. Trzeba mieć dużo szczęścia, aby obserwować gwiazdę bezpośrednio przed eksplozją lub w trakcie eksplozji. Takie obserwacje mogą pokazać, jak faktycznie wygląda ostatnie tchnięcie gwiazdy. Astronomowie właśnie dostrzegli ostatnie chwile przed eksplozją odległego czerwonego nadolbrzyma.

Spójrzmy na przykład na Betelgezę. Każda osoba choć trochę interesująca się astronomią wie, że ta jasna, czerwona gwiazda w gwiazdozbiorze Oriona jest czerwonym olbrzymem, którego żywot dobiega końca, i który wkrótce eksploduje jako supernowa. Problem jednak w tym, że o ile wiemy, na jakim etapie życia znajduje się gwiazda, to nie wiemy, czy do eksplozji dojdzie jutro, czy za 100 000 lat. W skali astronomicznej oczywiście oba te przypadki można określić słowem „wkrótce”, ale jeżeli ktoś chce ustawić już teleskop i włączyć REC na kamerze, to potrzebowałby nieco większej dokładności.

Aby precyzyjnie określić, kiedy może dojść do eksplozji, cóż, trzeba kilka eksplozji obejrzeć na żywo. Dopiero wtedy da się ustalić jakie zmiany w gwieździe (jeżeli takowe występują) poprzedzają eksplozję bezpośrednio, w ciągu godzin, dni czy miesięcy przed eksplozją. Póki takich informacji nie ma, trzeba obserwować niebo nieco na ślepo, mając nadzieję, że na naszych oczach dojdzie do eksplozji i będziemy mogli sprawdzić co się z gwiazdą działo chwilę wcześniej.

Astronomowie obserwujący niebo za pomocą dwóch teleskopów na Hawajach właśnie wykonali duży krok w kierunku ustalenia tych zmian.

W ramach przeglądu nieba Young Supernova Experiment, astronomowie obserwowali ostatnie 130 dni życia gwiazdy, które ostatecznie zakończyło się eksplozją supernową typu II. Gwiazda była czerwonym nadolbrzymem o masie dziesięciokrotnie większej od masy Słońca.

Latem 2020 roku teleskop Pan-STARRS zainstalowany na szczycie wulkanu Haleakala na Hawajach zaobserwował zaskakująco wysoką ilość promieniowania emitowaną przez czerwonego nadolbrzyma w galaktyce NGC 5731 oddalonej od nas o 120 mln lat świetlnych. Zaledwie kilka miesięcy później, jesienią 2020 roku gwiazda została rozerwana na strzępy w potężnej eksplozji supernowej.

Naukowcy byli już przygotowani i chwilę po informacji o eksplozji skierowali teleskopy w jej kierunku. Okazało się, że eksplodująca gwiazda była zanurzona w gęstej otoczce składającej się z gazu, którego emisję Pan-STARRS zarejestrował kilka miesięcy wcześniej.

Możliwe zatem, że gwiazda, która ma eksplodować jako supernowa typu II, na kilka miesięcy przed eksplozją odrzuca olbrzymią ilość gazu, a jej jasność rośnie. To istotna zmiana paradygmatu. Wcześniej naukowcy podejrzewali, że do momentu samej eksplozji nie widać żadnych istotnych zmian w gwieździe.

Teraz naukowcy w ramach programu YSE będą poszukiwać czerwonych nadolbrzymów, które wykazują podobną aktywność. Jeżeli także i w ich przypadku dojdzie do eksplozji supernowej typu II, będziemy wiedzieli, że jedno zdarzenie bezpośrednio wiąże się z drugim. W ten sposób naukowcy otrzymaliby dobry prognostyk pozwalający zawczasu organizować obserwacje eksplozji supernowych.