Eine Illustration eines roten Überriesensterns in den letzten Phasen seines Lebens. (Adam Makarenko/WM Keck Observatory) Wir sehen viele spektakuläre Sehenswürdigkeiten draußen im Weltraum, während unsere Teleskope immer leistungsfähiger werden, aber es gibt einen neuen Anwärter auf den bisher aufregendsten: Laut Forschern haben wir ein beobachtet roter Überriese Stern explodiert zum ersten Mal in eine Supernova.
Supernova (SN) 2020tlf, so der technische Name, wurde 130 Tage lang beobachtet, bevor es zu der gigantischen Explosion kam, die das Ergebnis des Untergangs eines etwa 120 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten Sterns in der Galaxie NGC 5731 und etwa 10 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt war Mal massereicher als unsere eigene Sonne.
Das Team sagt, dass dieser beispiellose Blick auf eines der faszinierendsten und umfangreichsten Ereignisse im Universum zeigt, dass es in Bezug auf Supernova-Explosionen nicht immer „Ruhe vor dem Sturm“ gibt – etwas, das frühere Annahmen in Frage stellt.
„Dies ist ein Durchbruch in unserem Verständnis darüber, was massereiche Sterne tun, kurz bevor sie sterben“, sagt Wynn Jacobson-Galán , ein Astronom von der University of California, Berkeley und Hauptautor der Studie.
„Der direkte Nachweis der Aktivität vor der Supernova in einem Roten Überriesen wurde noch nie zuvor bei einer gewöhnlichen Supernova vom Typ II beobachtet.“ „Zum ersten Mal sahen wir die Explosion eines roten Überriesen!“
Supernovae entstehen, wenn massereiche Sterne sterben oder ihnen der Treibstoff ausgeht und sie in sich zusammenfallen, sodass sie die Kräfte der Schwerkraft und Kernreaktionen nicht mehr im Gleichgewicht halten können. Auf den Kollaps folgt eine riesige, superhelle Explosion, die Schockwellen durch den Weltraum sendet und normalerweise einen dichten Kern hinterlässt, der von einer Gaswolke namens Nebel umgeben ist.
Dieser dramatische Prozess wurde jedoch noch nie zuvor in Echtzeit beobachtet. An den Beobachtungen waren zwei Teleskope beteiligt, beide auf Hawaii: das University of Hawaii Institute for Astronomy Pan-STARRS auf Haleakalā, Maui, und das WM Keck Observatory auf Mauna Kea, Hawaii Island.
Die gesammelten Daten liefern bereits neue Erkenntnisse. Es gab zum Beispiel direkte Hinweise auf dichtes zirkumstellares Material, das den Stern umgab, als er explodierte. Die Forscher gehen davon aus, dass es sich um dasselbe Gas handelte, das sie einige Monate zuvor beim Ausstoß des Roten Überriesen beobachtet hatten.
„Es ist, als würde man einer tickenden Zeitbombe zusehen“ sagt die Astrophysikerin Raffaella Margutti , ebenfalls von der UC Berkeley. „Bis jetzt haben wir noch nie eine derart heftige Aktivität bei einem sterbenden Roten Überriesen bestätigt, bei dem wir sehen, wie er eine so leuchtende Emission erzeugt, dann kollabiert und verbrennt.“
Basierend auf den Beobachtungen scheint es, als ob zumindest einige Rote Überriesen erhebliche innere Veränderungen durchlaufen, bevor sie sich in Supernovae verwandeln – möglicherweise Instabilitäten im Zusammenhang mit den Endstadien der Kernbrennstoffverbrennung –, die zu den heftigen Ausbrüchen und der in diesem Fall beobachteten Leuchtkraft führen.
Das hohe Maß an abgestrahltem Licht machte die Astronomen überhaupt erst auf diesen besonderen Stern aufmerksam. Die Supernova wurde auch nach der Explosion weitere 300 Tage lang beobachtet, was den Astronomen noch mehr Daten zur Verfügung stellte, mit denen sie arbeiten konnten.
Die Beobachtungen erfolgten im Rahmen der Junges Supernova-Experiment , ein laufendes Projekt, das versucht, Sternexplosionen am Nachthimmel in ihren frühesten Stadien zu finden. Mit den neuen Informationen, die ihnen jetzt zur Verfügung stehen, dürfte es einfacher sein, Supernova-Ereignisse zu erkennen, bevor sie eintreten.
„Ich freue mich am meisten über all die neuen Unbekannten, die durch diese Entdeckung aufgedeckt wurden.“ sagt Jacobson-Galan . „Die Entdeckung weiterer Ereignisse wie SN 2020tlf wird sich dramatisch darauf auswirken, wie wir die letzten Monate der Sternentwicklung definieren, und Beobachter und Theoretiker bei der Suche nach der Lösung des Rätsels darüber vereinen, wie massereiche Sterne die letzten Momente ihres Lebens verbringen.“
Die Forschung wurde im veröffentlicht Astrophysikalisches Journal .