Astronomer fångade den otroligt sällsynta synen av en stjärna bara timmar efter att den exploderade: ScienceAlert

Det är en obekväm sanning inom astronomi att ingen får en personlig inbjudan att bevittna en stjärnas döende andetag. Att få syn på en stjärna i ett kritiskt ögonblick av dess bortgång är en lyckofråga, vilket gör det till ett sällsynt fynd.

Med lite hjälp från ett bekvämt placerat galaxkluster har ett internationellt team av forskare mätt ljusblixten som sänds ut av en avlägsen supernova i tre distinkta ögonblick.

Uppgifterna kommer att tillåta dem att testa teorier om vad stjärnans döende ljus kan berätta för oss om dess storlek.

Stjärnan i sig är alldeles för avlägsen för att något teleskop ska kunna se i någon detalj. Det är så avlägset att dess ljus har tagit cirka 11,5 miljarder år att korsa den gäspande vidden, och anländer till vår tröskel, trasslad mitt i det starka skenet från otaliga andra stjärnor i sin hemgalax.

Men vi kan observera förändringarna i stjärnans glöd, och de avslöjar några saker om hur den dog. Och levde.

Någonstans mellan här och där råkade röran av stjärnljus passera inom en del av galaxhopen Abell 370 – en knut av flera hundra galaxer ungefär 4 miljarder ljusår bort.

Att ha så många galaxer nära varandra kommer definitivt att sätta en stor grop i det kosmiska landskapet, vilket får stjärnans ljus att böjas något när det gled igenom.

Effekten liknade något av ett gigantiskt teleskop i galaxstorlek, ett med en repad och skrynklig lins förvrängd av den ojämna gravitationen.

Smetat in i en konfiguration som kallas ett Einsteinkors, förstorades och kopierades det ursprungliga ljuset, vilket producerade subtilt olika versioner av den avlägsna galaxen som den såg ut vid olika ögonblick i tiden.

Forskarna avslöjade ringen av gravitationslinsljus i en undersökning av stjärnor som togs av rymdteleskopet Hubble redan 2010. Med lite smart modellering förvandlade teamet ljuset till något vettigt och avslöjade tre av korsets fyra punkter (den fjärde var för svag för att förstå).

Flera bilder av supernovan. (Chen et al., Natur2022)

En analys av ljuset inom varje utstryk avslöjade den svällande glöden från en exploderande stjärna någonstans inom, förskjuten över åtta dagar. En visade ljuset bara sex timmar efter den första explosionen.

Sammantaget ger de tre ljussuddarna detaljer om supernovans långsamma kylning under en vecka, från flammande 100 000 grader Kelvin till mycket svalare 10 000 K.

Döende stjärnor av en viss storlek går inte tyst in i natten. Uttömda på atombränslet för att elda upp sina bränder är de tillräckligt coola för att deras kärnor ska kollapsa med ett raseri som resulterar i alla kärnvapenexplosioners moder.

Att veta exakt när en given stjärna kommer att smälla är något forskare sakta håller på med. Även om de expanderande skalen av gas och ljus från supernovaexplosioner inte är svåra att hitta, kräver det mycket tur att fånga en stjärna i dödsögonblicket.

Här hade astronomer inte bara signaturblixten av en döende stjärna i en galax långt, långt borta, utan de hade också viktiga detaljer om förändringarna i dess ljus under en kort period.

Denna information hjälper till att bekräfta modeller om hur materialet som omger stjärnor interagerar med strålningen inifrån, värms upp på ett ögonblick innan de snabbt svalnar igen, vilket gör att de kan arbeta bakåt för att bestämma stjärnans ursprungliga storlek utifrån hur den svalnar.

Baserat på vad de lärde sig i det här fallet, är teamet övertygade om att stjärnan de kommer att bevittna i sina döende ögonblick hade en radie som är mer än 530 gånger större än vår egen sol.

Studien stöder inte bara teoretiska modeller om utvecklingen av supernovor och stjärnorna som producerar dem, utan den öppnar också vägen för att analysera en helt ny population av stjärnor från det tidiga universum.

Och det är så nära en inbjudan från en stjärnas sista flyktiga ögonblick som vi någonsin kommer att komma.

Denna forskning publicerades i Natur.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *