Astronomen stellen een systeem voor voor vroege detectie van supernova’s

Er zijn enkele tientallen supernova’s waargenomen die relatief ‘dicht’ bij de aarde plaatsvonden (<30 megaparsec). Hierdoor konden wetenschappers hun voorouderster identificeren. Voor dit doel onderzochten ze beelden met een hoge resolutie die een tot tien jaar voor de explosie werden gemaakt. De onderzoekers concludeerden dat in het meest voorkomende type supernova de ster in kwestie een rode superreus is. Ze simuleerden hoe deze massieve sterren sterven wanneer ze hun pre-explosiefase ingaan. Zo slaagden ze erin de tekenen te identificeren dat de ster op het punt staat zijn leven te beëindigen. Hun ontdekkingen zijn het onderwerp van een artikel in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.

Tekenen van een naderende supernova

Gigantische rode reuzen, zoals de beroemde Betelgeuze en Antares, zijn massieve sterren (ongeveer 8 tot 35 zonsmassa’s). Ze hadden alle waterstof in hun hart opgebruikt. Kernreacties komen niet meer voor. De interne druk kan de externe zwaartekracht niet langer compenseren. Het hart van de ster zal dan in zichzelf beginnen in te storten. Bij dit fenomeen komt een aanzienlijke hoeveelheid energie vrij die ervoor zorgt dat de omhulling van de ster uitzet. Daarna breidt het uit totdat het verdwijnt met een gewelddadige explosie.

Verschillende recente studies hebben gemeld dat ten tijde van de uitbarsting, rode reuzen Omgeven door grote hoeveelheden oneffen materiaal. Deze plotselinge, dichte opeenhoping van materie, zoals de korst rond de ster, werkt echter als een scherm dat het uitgestraalde licht blokkeert. ” Deze dichte materie verduistert de ster bijna volledig. Dit maakt het 100 keer zwakker in het zichtbare deel van het spectrum. Dit betekent dat de dag voordat de ster explodeerde, je hem daar waarschijnlijk niet kon zien. “,” Dr. Ben Davies legt uit:een astrofysicus aan de John Moores University en eerste auteur van de studie.

Lees ook: Verrassende ontdekking van een levende ster na een supernova

Tot nu toe wisten wetenschappers niet hoe lang het duurde om deze stof voor een rode reus te ontwikkelen. Gevormd over meerdere decennia door “superwinden”, met een massaverlies van ongeveer 10-3 zonsmassa’s per jaar? Of werd het in minder dan een jaar gevormd door een korte uitbarsting die een verlies van ongeveer een tiende van de massa van de zon veroorzaakte? Om daar achter te komen, simuleerden de onderzoekers het verschijnen van rode reuzensterren in de pre-explosiefase voor elk van deze scenario’s.

De “dramatische” helderheidsveranderingen van supernova’s

Dus het team simuleerde de emissiespectra van rode reuzenplaneten die deze massaverliesgebeurtenissen ondergaan. Ze merken op dat, ongeacht het overwogen scenario, de aanwezigheid van een stellair materiaal de optische flux met een factor 100 vermindert, en infraroodstraling met een factor 10.

Het ‘superwind’-model kan volgens haar echter worden uitgesloten. In feite zal de accumulatie van de stof in dit geval veel langzamer zijn. De ster zal dan vele decennia vóór de explosie rood en vaag helder lijken. ” Dit staat in schril contrast met waarnemingen van nabije supernova’s. Deze kleuren en hoeveelheden lijken altijd normaal De onderzoekers merken op.

Lees ook: Hebben supernova’s bijgedragen aan de evolutie van het leven op aarde?

Bovendien verkenden wetenschappers archieven van oude telescopen. Ze vonden foto’s van sterren die ongeveer een jaar voordat ze explodeerden bij toeval waren gemaakt. Op deze foto’s verschijnen de sterren echter van nature. Dit betekent dat ze de schil van het materiaal nog niet hebben gebouwd. Dit geeft aan dat er in minder dan een jaar een accumulatie van deze stoffen heeft plaatsgevonden.

” We verwachten daarom dat rode reuzensterren een opwindend optisch en optisch contrast in het infrarood zullen ervaren. Deze verschillen zullen optreden in de weken of maanden voor de ineenstorting van hun kern “, concluderen de onderzoekers. Deze ontdekking zou astronomen kunnen helpen bij het ontwerpen van een systeem voor vroegtijdige waarschuwing. Het zal het mogelijk maken om ’s werelds beste telescopen van tevoren op de naderende explosie te richten om deze in realtime te volgen.

Realtime monitoring dankzij VRO

Kortom, kort voordat hun hart breekt, ervaren de rode reuzen een massale gebeurtenis van massaverlies. Dit verandert hun uiterlijk radicaal. Maar wetenschappers weten niet helemaal zeker wat dit plotselinge massaverlies veroorzaakte. ” Onze beste gok is dat latere stadia van nucleaire verbranding leiden tot zwaartekracht-/drukgolven die zich voortplanten over het oppervlak van de instortende ster. “,” Davis zei: WordsSideKick.com. Alleen realtime monitoring van het fenomeen zal ons in staat stellen meer te weten te komen.

Tot nu toe is er geen levende supernova waargenomen. De “dichtstbijzijnde” waarneming was SN 2013fs, een supernova in het spiraalstelsel NGC 7610, Ontdek ongeveer drie uur Pas nadat het ontplofte. ” Als je de supernova vroeg ziet, zie je de buitenrand van de ‘cocon’. Van binnenuit verlicht door de constante explosie zegt Davis. Deze gebeurtenis bevestigde dat de superrode reus die aan het begin van de explosie lag, materie in een zeer hoog tempo uitdreef vlak voor zijn verdwijning.

Lees ook: Maak kennis met een micronova, een nieuw type lokale starburst!

Om een ​​levende supernova te spotten, hebben astronomen ultragevoelige telescopen nodig. Ze moeten een ster kunnen detecteren die 100 keer zwakker is geworden in het zichtbare spectrum. Hiervoor vertrouwt het team vooral op Vera-C.-Rubin Observatorium (VRO), die volgend jaar operationeel moet zijn. Deze telescoop zal in iets meer dan drie dagen de hele zuidelijke hemel in beeld kunnen brengen. Het zal de gevoeligheid hebben om objecten te kunnen fotograferen waarvan de schijnbare grootte kleiner is dan of gelijk is aan 24.

” VRO zal binnen 10 miljoen lichtjaar ongeveer de helft van de rode reuzensterren kunnen zien. […] Als een van hen plotseling aanzienlijk begint te dimmen, kan dit erop wijzen dat het aftellen van de supernova is begonnen, “zei Davis.