Kreditna slika: Dvojčki
Tako kot zdravnik, ki poskuša razumeti nenadno smrt starejšega bolnika, so tudi astronomi dobili natančnejša opažanja stare, a sicer običajne masivne zvezde tik pred in po njenem življenju, ki se je končalo v spektakularni eksploziji supernove.
Manj kot leto pred gigantsko eksplozijo se zvezda nahaja v observatoriju Gemini in vesoljskem teleskopu Hubble (HST), ki se nahaja v bližnji galaksiji M-74 v ozvezdju Rib. Ta opažanja so omogočila skupini evropskih astronomov pod vodstvom dr. Stephena Smartta z univerze v Cambridgeu v Angliji, da preveri teoretične modele, ki prikazujejo, kako lahko takšna zvezda sreča tako silovito usodo.
Rezultati so bili objavljeni v številki revije Science 23. januarja 2004. To delo prinaša prvo potrditev dolgotrajne teorije, da nekatere najbolj množične (vendar normalne) stare zvezde v vesolju končajo svoje življenje v silovitih eksplozijah supernove.
"Lahko bi trdili, da je bila v to ugotovitev vključena določena sreča ali resničnost," je dejal dr. Smartt. "Vendar smo na smrtni postelji že nekaj časa iskali tovrstno normalno dedno zvezdo. Všeč mi je, da je iskanje odličnih podatkov o Blizancih in HST za to zvezdo dokaz naše napovedi, da smo nekega dne morali najti eno od teh zvezd v ogromnih arhivih podatkov, ki zdaj obstajajo. " Kliknite tukaj za več podrobnosti o tekočem programu supernove dr. Smartta.
V zadnjih nekaj letih je Smarttova raziskovalna ekipa uporabljala najmočnejše teleskope, tako v vesolju kot na tleh, da bi posnela na stotine galaksij v upanju, da bo ena od milijonov zvezd v teh galaksijah nekega dne eksplodirala kot supernova . V tem primeru je priznani avstralski amaterski lovec na supernove velečasni Robert Evans prvotno odkril eksplozijo (identificirano kot SN203gd), medtem ko je skeniral galaksije z 12-palčnim (31 cm) zalednim teleskopom iz svojega doma v Novem Južnem Walesu v Avstraliji v Junij 2003.
Po Evansovem odkritju je ekipa dr. Smartta hitro spremljala podrobna opazovanja s pomočjo vesoljskega teleskopa Hubble. Ta opažanja so preverila natančen položaj prvotne ali "potomčeve" zvezde. S pomočjo teh pozicijskih podatkov sta Smartt in njegova ekipa skopali po arhivih podatkov in odkrili, da opazovanja observatorija Gemini in HST vsebujejo kombinacijo podatkov, potrebnih za razkritje narave potomca.
Podatki o Blizancih so bili pridobljeni med zagonom Gemini večpredmetnega spektrografa (GMOS) na Mauna Kea, Havaji leta 2001. Ti podatki so bili uporabljeni tudi za izdelavo osupljive slike visoke ločljivosti galaksije, ki jasno prikazuje rdečo zvezdo izvirnika. Kliknite tukaj za polno ločljivost slike Dvojčki.
Oborožena s prejšnjimi opazovanji Dvojčkov in HST je Smarttova ekipa uspela pokazati, da je bila zvezda potomcev tista, ki jo astronomi uvrščajo med običajne rdeče nadvlade. Pred eksplozijo se je ta zvezda zdela približno 10-krat večja in premer približno 500-krat večja od naše Sonce. Če bi bilo naše sonce v velikosti potomca, bi zajelo celoten notranji osončje do planeta Mars.
Rdeče nadvišanske zvezde so v vesolju precej pogoste in odličen primer je mogoče zlahka opaziti v januarju s skoraj kjer koli na Zemlji, če pogledamo Betelgeuse, svetlo rdečo ramensko zvezdo v ozvezdju Oriona (glej tabelo iskalcev tukaj.) Kot SN2003gd, verjame, da bi lahko Betelgeuse srečala z isto eksplozivno usodo kadar koli od naslednjega tedna do tisoč let.
Ko je SN2003gd eksplodiral, je ekipa nekaj mesecev opazovala njegovo postopno bledečo svetlobo s pomočjo teleskopov Isaac Newton Group na La Palmi. Ta opažanja so pokazala, da gre za navadno supernovo tipa II, kar pomeni, da je bil izločeni material iz eksplozije bogat z vodikom. Računalniški modeli, ki so jih razvili astronomi, že dolgo napovedujejo, da bodo rdeči superjunaki s podaljšano, gosto atmosfero vodika ustvarili te supernove vrste II, vendar do zdaj niso imeli opazovalnih dokazov, ki bi podkrepili teorije. Vendar pa je fantastična ločljivost in globina slik Dvojčkov in Hubbleja ekipi Smartta omogočila, da oceni temperaturo, svetilnost, polmer in maso te potomce in razkrije, da gre za običajno veliko staro staro zvezdo. "V bistvu je, da ta opažanja močno potrjujejo, da so teorije o evoluciji zvezd in nastanku teh kozmičnih eksplozij pravilne," je dejal soavtor Seppo Mattila iz Stockholmskega observatorija.
To je že tretjič, ko so astronomi dejansko videli potomca potrjene eksplozije supernove. Drugi so bili svojevrstni supernovi tipa II: SN 1987A, ki je imel modro nadvišano potomstvo, in SN 1993J, ki je nastal iz množičnega interaktivnega binarnega zvezdnega sistema. Kliknite tukaj za več podrobnosti.
Dr Smartt zaključuje: "Eksplozije Supernove proizvajajo in distribuirajo kemične elemente, ki sestavljajo vse v vidnem vesolju? predvsem življenje. Ključno je, da vemo, kakšne vrste zvezd proizvajajo te gradnike, če želimo razumeti svoje poreklo. "
Arhivirani podatki o Blizancih in HST so bili ključni za uspeh tega projekta. "To odkritje je odličen primer ogromne vrednosti arhivskih podatkov za nove znanstvene projekte," je dejal dr. Colin Aspin, znanstvenik Gemini, odgovoren za razvoj znanstvenega arhiva Gemini (GSA). Nadaljeval je, "to odkritje kaže na izjemne rezultate, ki jih je mogoče doseči z uporabo arhivskih podatkov, in poudarja pomen razvoja GSA za prihodnje generacije astronomov."
Večpredmetni spektrograf Gemini, ki so ga uporabili za izdelavo opazovanj Geminija, sta dvojna instrumenta, ki sta bila zgrajena kot skupno partnerstvo med Geminijem, Dominion Astrophysical Observatory, Kanada, Združenim kraljestvom za astronomsko tehnologijo in Univerzo Durham, Velika Britanija. Ameriški nacionalni optični astronomski observatorij je ločeno priskrbel detektorski podsistem in povezano programsko opremo. GMOS je zasnovan predvsem za spektroskopske študije, kjer je potrebnih več sto hkratnih spektrov, na primer pri opazovanju zvezdnih in galaksijskih grozdov. GMOS ima tudi možnost, da osredotoči astronomske slike na svojo matriko več kot 28 milijonov pik.
Skupina teleskopov Isaac Newton (ING) je ustanovitev Združenega kraljestva za raziskavo fizike delcev in astronomije (PPARC), Nizozemske Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) in Instituto de Astrof? Sica de Canarias ( IAC) v Španiji. ING upravlja 4,2-metrski teleskop William Herschel, 2,5-metrski teleskop Isaac Newton in 1,0-metrski teleskop Jacobus Kapteyn. Teleskopi se nahajajo v španskem observatoriju Roque de Los Muchachos na La Palmi, ki ga upravlja Instituto de Astrof? Sica de Canarias (IAC).
Osnovne informacije:
Supernove so med najbolj energičnimi pojavi, ki jih opažamo v celotnem Vesolju. Ko zvezda z več kot približno osemkratno maso našega Sonca doseže konec svoje rezerve jedrskega goriva, njegovo jedro ni več stabilno pred propadom pod svojo ogromno težo. Ko se jedro zvezde zruši, se zunanje plasti izvržejo v hitro premikajočem se udarnem valu. Zaradi tega ogromnega sproščanja energije nastane supernova, ki je približno milijardo krat svetlejša od našega Sonca in je primerljiva s svetlostjo celotne galaksije. Ko se uniči, postane jedro zvezde bodisi nevtronska zvezda bodisi črna luknja.
Ekipo sestavljajo Stephen J. Smartt, Justyn R. Maund, Margaret A. Hendry, Christopher A. Tout in Gerald F. Gilmore (Univerza v Cambridgeu, Velika Britanija), Seppo Mattila (Stockholmski observatorij, Švedska) in Chris R Benn (skupina teleskopov Isaac Newton, Španija).
Izvirni vir: Gemini News Release
