Kan astronomer forudsige, hvilke stjerner der er ved at eksplodere som supernovaer?

I en nylig undersøgelse indsendt til High Energy Astrophysical Phenomena , diskuterer et team af forskere fra Japan strategier til at observere og muligvis forudsige forløbersignaturer for en eksplosion fra lokale type II og galaktiske supernovaer (SNe). Denne undersøgelse har potentialet til at hjælpe os med bedre at forstå, både hvordan og hvornår supernovaer kan forekomme i hele universet, hvor supernovaer er flertalsformen af ​​supernova (SN). Men hvor vigtigt er det lige at opdage supernovaer, før de rent faktisk sker?

"Fra mit perspektiv er det vigtigt i to aspekter," sagde Dr. Daichi Tsuna, som er astrofysiker ved Research Center for the Early Universe ved University of Tokyo, og hovedforfatter af undersøgelsen. "For det første, mens vi ved, at supernovaer (SNe) er eksplosioner, der signalerer massive stjerners død, er hvad der sker nær slutningen af ​​dets liv stadig et mysterium. Faktisk er SN-forstadier, foreslået af nyere observationsværker, ikke forudsagt ud fra standardteori for stjerneudvikling. Vores papir hævder, at vi kan undersøge denne forløber i dybden ved fremtidige observationer, hvilket kan hjælpe med at uddybe vores forståelse af stjerneudvikling og forfine den eksisterende teori. For det andet ville det at finde en SN-forløber give mulighed for en meget tidlig advarsel om en nær fremtid SN, og vil hjælpe med at udvide den tilgængelige tidsramme til at koordinere observationer af flere budbringere (lys, neutrinoer og gravitationsbølger)."

Til undersøgelsen brugte forskerne open source-koden CHIPS (Complete History of Interaction-Powered Supernovae) til at skabe en teoretisk model for en sådan udledning fra en rød superkæmpestjernes masseudbrud. Dette er spændende, eftersom stjernen Betelguese, som i 2019 blev observeret at dæmpe i lysstyrke, hvilket udløste diskussioner om, at den muligvis ville blive supernovaer, også er en rød supergigantisk stjerne. Det viser sig, at Betelguese nærmer sig slutningen af ​​sit liv, men en undersøgelse fra 2021 sagde, at det ikke er planlagt til at eksplodere i yderligere 100.000 år. Men hvilke implikationer kan denne forskning have for betelguesisk?

"Betelgeuse er en rød supergigant, hvilket er præcis den slags stjerne, vi har undersøgt i dette papir," forklarer Dr. Tsuna. "Hvis Betelgeuse skulle eksplodere meget snart, kan den vise denne form for forløber-emission lige før SN. Da Betelgeuse er meget tæt på os, kan neutrino-detektorer finde neutrinoer udsendt så tidligt som dage før SN. Vi kan lave multi -budbringer-astronomi selv før SN-eksplosionen."

Undersøgelsens resultater angiver, at udbrudslyskurver drevet af en kort chokbølgepuls, der kun varer i et par dage, efterfulgt af en langt længere køleudladning, der varer i hundreder af dage. For lavenergiudbrud efterfølges denne periode af en svag spidsbelastningsperiode, der er drevet af, hvad der er kendt som den bundne envelope, der trækker sig tilbage. Undersøgelsen konkluderer med at sige, at sådanne masseudbrudsbegivenheder "kan tjene som et tidligt varsel om en nær fremtidig nærliggende SN, hvilket vil være vigtigt for multi-messenger undersøgelser af core-kollaps SNe."

"En ting, jeg vil understrege, er, at vi har en lys fremtid til at opdage den slags temmelig svage forstadier," sagde Dr. Tsuna. "For eksempel ville Rubin-observatoriet i løbet af få år udføre bredfeltsundersøgelsesobservationer med en følsomhed, der er meget dybere end de nuværende undersøgelser. Det ville være følsomt nok til rent faktisk at detektere disse former for emissioner og kan være en undersøgelse af de bemærkelsesværdige slutstadier af en massiv stjernes liv." + Udforsk yderligere

En af de klareste stjerner på himlen udvikler sig og dør foran vores øjne