Kemiske signaturer af jern forudsiger rød supergiant temperatur

Røde supergiganter er en klasse af stjerne, der ender deres liv i supernovaeksplosioner. Deres livscyklus er ikke fuldt ud forstået, dels på grund af vanskeligheder med at måle deres temperaturer. For første gang, astronomer har udviklet en nøjagtig metode til at bestemme overfladetemperaturerne på røde supergiganter.

Stjerner kommer i en lang række størrelser, masser og kompositioner. Vores sol betragtes som et relativt lille eksemplar, især sammenlignet med noget som Betelgeuse, en rød superkæmpe. Røde supergiganter er stjerner over ni gange solens masse, og al denne masse betyder, at når de dør, de gør det med ekstrem voldsomhed i en enorm eksplosion kendt som en supernova, i særdeleshed, hvad der er kendt som en Type II supernova.

Type II supernovaer frøer kosmos med elementer, der er afgørende for liv; derfor, forskere er ivrige efter at vide mere om dem. På nuværende tidspunkt der er ingen måde at forudsige supernovaeksplosioner. En brik i dette puslespil ligger i at forstå naturen af ​​de røde supergiganter, der går forud for supernovaer.

På trods af at røde supergiganter er ekstremt lyse og synlige på store afstande, det er svært at fastslå vigtige egenskaber ved dem, inklusive deres temperaturer. Dette skyldes de komplicerede strukturer i deres øvre atmosfærer, hvilket fører til uoverensstemmelser i temperaturmålinger, der kan fungere med andre slags stjerner.

"For at måle temperaturen på røde supergiganter, vi havde brug for at finde en synlig, eller spektral, egenskab, der ikke blev påvirket af deres komplekse øvre atmosfærer, " sagde kandidatstuderende Daisuke Taniguchi fra Institut for Astronomi ved University of Tokyo. "Kemiske signaturer kendt som absorptionslinjer var de ideelle kandidater, men der var ingen enkelt streg, der afslørede temperaturen alene. Imidlertid, ved at se på forholdet mellem to forskellige, men beslægtede linjer - dem af jern - fandt vi selve forholdet relateret til temperatur. Og det gjorde det på en konsekvent og forudsigelig måde."

Taniguchi og hans team observerede kandidatstjerner med et instrument kaldet WINERED, som fastgøres til teleskoper for at måle spektrale egenskaber af fjerne objekter. De målte jernabsorptionslinjerne og beregnede forholdene for at estimere stjernernes respektive temperaturer. Ved at kombinere disse temperaturer med nøjagtige afstandsmålinger opnået af Den Europæiske Rumorganisations Gaia-rumobservatorium, forskerne beregnede stjernernes lysstyrke, eller magt, og fandt deres resultater i overensstemmelse med teorien.

"Vi har stadig meget at lære om supernovaer og relaterede objekter og fænomener, men jeg tror, ​​at denne forskning vil hjælpe astronomer med at udfylde nogle af de tomme felter, " sagde Taniguchi. "Den kæmpestjerne Betelgeuse (på Orions skulder) kunne blive supernova i vores liv; i 2019 og 2020, den dæmpede uventet. Det ville være fascinerende, hvis vi var i stand til at forudsige, om og hvornår det kunne blive supernova. Jeg håber, at vores nye teknik bidrager til denne bestræbelse og mere."