_ Cel mai complet portret a unei supernove vreodată

Supernovele – stelele care explodează – se întorc cu mii de ani și, deși astăzi știm că aceste evenimente creează elementele de bază ale vieții însăși, există încă întrebări fără răspuns cu privire la condițiile care provoacă un stea să explodeze.

Cercetătorii de la Institutul de Științe Weizmann au făcut acum progrese majore în înțelegerea mai bună a acestor fenomene fascinante. Folosind mai multe telescoape, inclusiv Observatorul W. M. Keck de pe Maunakea, insula Hawaiʻi, au reușit să adune date de la o supernovă numită SN 2023ixf, o dată în viață. Descoperirile lor sunt publicate în ediția de astăzi a revistei Nature.

Până de curând, supernovele erau considerate rare, aparițiile cunoscute în Calea Lactee aveau loc în cel mai bun caz o dată pe secol, luminând cerul nopții cu o intensitate de 100. milioane de sori; ultima explozie observabilă în galaxia noastră a avut loc cu sute de ani în urmă.

De atunci, progresele în tehnologia telescopului au ajutat la identificarea supernovelor în galaxii îndepărtate, furnizând mai multe date decât era posibil anterior. Totuși, aceeași problemă persistă; Deoarece exploziile nu pot fi prezise, ​​astrofizicienii sunt ca arheologii spațiali, de obicei ajung la fața locului după eveniment și încearcă să pună cap la cap informațiile din rămășițe.

„Asta este ceea ce face ca această supernova să fie diferită”, spune. Ph.D. student Erez Zimmerman al grupului Prof. Avishay Gal-Yam la Weizmann. „Am fost capabili, pentru prima dată, să urmărim îndeaproape o supernova în timp ce lumina ei ieșea din materialul circumstelar în care era încorporată steaua care exploda.”

Descoperirea a echivalat cu ajungerea la scenă. a crimei în timp ce crima încă avea loc.

Oamenii de știință recunosc că au fost norocoși. Echipa lui Gal-Yam a solicitat timp de cercetare pe telescopul spațial Hubble al NASA, sperând să adune date spectrale ultraviolete (UV) despre orice supernova care interacționează cu mediul său. În schimb, au avut șansa de a asista în timp real la una dintre cele mai apropiate supernove din ultimele decenii: o supergigantă roșie care explodează într-o galaxia vecină numită Messier 101, cunoscută și sub numele de galaxia Pinwheel.

Echipa a descoperit SN. 2023ixf într-o vineri, la începutul weekendului în Israel și chiar înainte de weekend în Institutul de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore, centrul de operațiuni pentru Telescopul Hubble. Complicând lucrurile și mai mult, a avut loc cu două zile înainte de nunta lui Zimmerman. Echipa a perseverat și a făcut o noapte întreagă vineri, livrând măsurătorile necesare NASA în cel mai scurt timp.

„Este foarte rar, ca om de știință, să trebuiască să acționați atât de repede”, spune Gal-Yam. „Majoritatea proiectelor științifice nu au loc în miezul nopții, dar oportunitatea a apărut și nu am avut de ales decât să răspundem în consecință.”

Nu numai că au reușit ca Hubble să-și asume dreptul. coordonatele și unghiul pentru înregistrarea datelor necesare, dar din cauza proximității relative a exploziei, s-a dovedit că Hubble făcuse deja înregistrări în acest sector al universului de multe ori înainte. Revenind la arhivele NASA, echipa lui Gal-Yam și multe alte grupuri au reușit să obțină date dinainte de eventuala dispariție a stelei – când era încă doar o supergigantă roșie în ultimele etape de viață – creând astfel cel mai complet portret al unei supernove. vreodată: un compus al ultimelor zile și al morții sale.

Observațiile SN 2023ixf au constat în date UV și de raze X de la sateliții NASA Hubble și Swift, precum și multe dintre cele mai bune telescoape de pe glob.

Aceasta a inclus spectre capturate folosind trei dintre instrumentele Observatorului Keck — Keck Cosmic Web Imager (KCWI), Deep Imaging and Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) și Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) — cu fiecare instrument oferind o vedere unică a supernovei și a modului în care aceasta s-a schimbat în timp.

Compilarea datelor spațiale și terestre de înaltă calitate le-a permis cercetătorilor să cartografieze cele două straturi exterioare ale stelei care explodează și să vină cu o ipoteză extraordinară.

" Calculele materialului circumstelar emis în explozie, precum și densitatea și masa acestui material înainte și după supernovă, creează o discrepanță, ceea ce face foarte probabil ca masa lipsă să fi ajuns într-o gaură neagră care s-a format în urma explozia – ceva ce este de obicei foarte greu de determinat”, spune Ph.D. studentul Ido Irani din echipa lui Gal-Yam.

„Stelele se comportă foarte neregulat în ultimii ani”, spune Gal-Yam. „Ele devin instabile și, de obicei, nu putem fi siguri care procese complexe apar în ele, deoarece începem întotdeauna procesul criminalistic după fapt, când multe dintre date au fost deja pierdute.”

„Acest studiu prezintă o oportunitate unică de a înțelege mai bine mecanismele care duc la încheierea vieții unei stele și la eventuala formare a ceva cu totul nou”, a spus Zimmerman.

Oamenii de știință s-ar putea să nu afle niciodată ce se va întâmpla cu materia care a alcătuit Fosta supergigantă roșie a lui Messier 101. Cu toate acestea, etapele ulterioare ale supernovei sunt în desfășurare și încă apar noi date, ceea ce înseamnă că acest studiu, împreună cu studiile ulterioare ale SN 2023ixf, ar putea oferi mai multe informații despre aceste evenimente explozive.

(Fluierul)