Астрономы впервые наблюдают взрыв красного сверхгиганта

Когда топливо заканчивается, массивная звезда в конце своей жизни взрывается в сверхновую. Эти явления, одни из самых хаотичных и бурных во Вселенной, далеко не остаются незамеченными. Впервые астрономы наблюдали смерть красного сверхгиганта — очень массивного типа звезды — на предварительной стадии, то есть до того, как звезда взорвется в сверхновую.

Наиболее распространенным типом сверхновой является сверхновая с коллапсом ядра, которая возникает, когда у массивной звезды заканчивается топливо для горения и она разрушается: она больше не может поддерживать баланс между силами гравитации и ядерными реакциями. За коллапсом следует гигантский, очень яркий взрыв, который посылает ударные волны в космос и обычно оставляет следы.

Нередко астрономы наблюдают за последствиями взрыва в течение нескольких месяцев. Однако наблюдение преамбулы этих явлений гораздо более исключительное явление, поскольку сверхновые не являются частыми событиями в масштабах галактики. "Прямое обнаружение предсверхновой активности в красной сверхгигантской звезде никогда ранее не наблюдалось в обычной сверхновой II типа", — восторгается Уинн Якобсон-Галан, астроном из Беркли и ведущий автор исследования. "Впервые мы увидели взрыв красной сверхгигантской звезды!"

Используя два телескопа на Гавайях (Институт астрономии Pan-STARRS при Гавайском университете и телескоп W. М. Кека в Маунакеа), исследовательская группа наблюдала за красным сверхгигантом в течение последних 130 дней перед его смертельным взрывом. Это часть эксперимента "Молодая сверхновая", текущего проекта, целью которого является обнаружение звездных взрывов в ночном небе на самой ранней стадии.

Бурная активность некоторых массивных звезд перед их смертью

Сверхновая (SN) 2020tlf является результатом гибели красного сверхгиганта размером около 10 солнечных масс, расположенного на расстоянии около 120 миллионов световых лет от Земли в галактике NGC 5731. До сих пор ученые считали, что красные сверхгиганты остаются спокойными перед взрывом или коллапсом - в отличие от других звезд, выбрасывающих слои горящего газа. Однако это новое наблюдение показывает, что не всегда бывает "затишье перед бурей" в плане взрывов сверхновых.

"Это прорыв в нашем понимании того, что делают массивные звезды за мгновения до своей смерти", — говорит Якобсон-Галан. Кроме того, собранные данные являются прямым доказательством наличия плотного материала, окружавшего звезду во время взрыва, и исследователи считают, что это тот же самый газ, который они заметили несколькими месяцами ранее, выброшенный из красного сверхгиганта.

Исходя из наблюдений, можно предположить, что по крайней мере некоторые красные сверхгиганты претерпевают значительные внутренние изменения перед тем, как стать сверхновой (возможно, нестабильность, связанная с последними стадиями горения), создавая наблюдаемые сильные вспышки и яркость. "Это как смотреть на бомбу замедленного действия", — говорит астрофизик Раффаэлла Маргутти, также из Калифорнийского университета в Беркли.

"До сих пор мы никогда не подтверждали такую бурную активность умирающей красной сверхгигантской звезды, наблюдая, как она производит такой яркий выброс, а затем разрушается и сгорает", — продолжает она. Именно высокий уровень излучаемого света привлек внимание астрономов к этой конкретной звезде. Наблюдение за сверхновой велось также в течение 300 дней после взрыва, что позволило получить еще больше данных.