Hubble geeft een ongeëvenaard, vroeg beeld van de vernietiging van een gedoemde ster

[univers]

Als een getuige van een gewelddadige dood gaf NASA's Hubble-ruimtetelescoop onlangs astronomen een ongekend, uitgebreid beeld van de eerste momenten van de catastrofale ondergang van een ster. De gegevens van Hubble, gecombineerd met andere waarnemingen van de gedoemde ster met telescopen in de ruimte en op de grond, kunnen astronomen een vroegtijdig waarschuwingssysteem geven voor andere sterren die op het punt staan ​​te ontploffen.

"Vroeger praatten we over supernova-werk alsof we rechercheurs waren op de plaats delict, waar we achteraf zouden opduiken om erachter te komen wat er met die ster was gebeurd", legt Ryan Foley uit van de Universiteit van Californië, Santa Cruz, de leider van het team dat deze ontdekking deed. "Dit is een andere situatie, omdat we echt weten wat er aan de hand is en we de dood in realtime zien."


Astronomen waren onlangs getuige van de ontploffing van supernova SN 2020fqv in de op elkaar inwerkende vlinderstelsels, op ongeveer 60 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Maagd. Onderzoekers hebben de Hubble-ruimtetelescoop van NASA snel getraind in de nasleep. Samen met andere telescopen in de ruimte en op de grond, leverde Hubble een plaats op de eerste rang op de eerste momenten van de noodlottige ster's ondergang, waardoor een uitgebreid beeld werd gegeven van een supernova in het allereerste stadium van exploderen. Hubble onderzocht het materiaal zeer dicht bij de supernova die in het laatste jaar van zijn leven door de ster werd uitgeworpen. Deze waarnemingen stelden onderzoekers in staat te begrijpen wat er met de ster gebeurde vlak voordat deze stierf, en kunnen astronomen voorzien van een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor andere sterren die op het punt staan ​​te sterven.
Credits: NASA, ESA, Ryan Foley (UC Santa Cruz); Beeldverwerking: Joseph DePasquale (STScI)

Telescoop Teamwork
De supernova, SN 2020fqv genaamd, bevindt zich in de op elkaar inwerkende vlinderstelsels, die zich op ongeveer 60 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Maagd bevinden. Het werd in april 2020 ontdekt door de Zwicky Transient Facility van het Palomar Observatory in San Diego, Californië. Astronomen realiseerden zich dat de supernova tegelijkertijd werd waargenomen door de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), een NASA-satelliet die in de eerste plaats is ontworpen om exoplaneten te ontdekken, met de mogelijkheid om een ​​assortiment van andere verschijnselen te detecteren. Ze trainden er snel Hubble en een reeks grondtelescopen op.

Samen gaven deze observatoria het eerste holistische beeld van een ster in het allereerste stadium van vernietiging. Hubble onderzocht het materiaal zeer dicht bij de ster, het zogenaamde circumstellaire materiaal, slechts enkele uren na de explosie. Dit materiaal werd in het laatste jaar van zijn leven van de ster geblazen. Dankzij deze waarnemingen konden astronomen begrijpen wat er met de ster gebeurde vlak voordat hij stierf.

"We krijgen dit zeer nabije circumstellaire materiaal zelden te zien, omdat het maar heel korte tijd zichtbaar is, en we beginnen meestal pas een paar dagen na de explosie met het observeren van een supernova", legt Samaporn Tinyanont uit, hoofd auteur van het artikel van de studie gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . "Voor deze supernova waren we in staat om ultrasnelle waarnemingen te doen met Hubble, waardoor we een ongekende dekking gaven van het gebied direct naast de ster die explodeerde."

Het verhaal van de ster vertellen
Het team keek naar Hubble-waarnemingen van de ster die teruggaan tot de jaren negentig. TESS leverde elke 30 minuten een beeld van het systeem, beginnend enkele dagen voor de explosie, via de explosie zelf, en duurde enkele weken. Hubble werd opnieuw gebruikt, slechts enkele uren nadat astronomen de explosie voor het eerst ontdekten. En door het circumstellaire materiaal met Hubble te bestuderen, kregen de wetenschappers inzicht in wat er het afgelopen decennium rond de ster gebeurde. Door al deze informatie te combineren, kon het team een ​​decennialange kijk op de laatste jaren van de ster creëren.

"Nu hebben we dit hele verhaal over wat er met de ster is gebeurd in de jaren voordat hij stierf, door het tijdstip van overlijden en de nasleep daarvan", zei Foley. "Dit is echt de meest gedetailleerde weergave van sterren zoals deze in hun laatste momenten en hoe ze exploderen."

De Rosetta-steen van supernova's
Tinyanont en Foley noemden SN 2020fqv 'de Rosetta-steen van supernova's'. De oude Steen van Rosetta, met dezelfde tekst in drie verschillende schriften, hielp experts Egyptische hiërogliefen te lezen.

In het geval van deze supernova gebruikte het wetenschappelijke team drie verschillende methoden om de massa van de exploderende ster te bepalen. Deze omvatten het vergelijken van de eigenschappen en de evolutie van de supernova met theoretische modellen; het gebruiken van informatie van een Hubble-archief uit 1997 van de ster om sterren met een hogere massa uit te sluiten; en het gebruik van waarnemingen om direct de hoeveelheid zuurstof in de supernova te meten, die de massa van de ster onderzoekt. De resultaten zijn allemaal consistent: ongeveer 14 tot 15 keer de massa van de zon. Het nauwkeurig bepalen van de massa van de ster die explodeert in een supernova is cruciaal om te begrijpen hoe massieve sterren leven en sterven.

"Mensen gebruiken de term 'Rosetta Stone' veel. Maar dit is de eerste keer dat we de massa hebben kunnen verifiëren met deze drie verschillende methoden voor één supernova, en ze zijn allemaal consistent," zei Tinyanont. "Nu kunnen we deze verschillende methoden gebruiken en ze combineren, omdat er veel andere supernova's zijn waar we massa's hebben van de ene methode, maar niet van de andere."

Een vroegtijdig waarschuwingssysteem?
In de jaren voordat sterren exploderen, hebben ze de neiging om actiever te worden. Sommige astronomen wijzen op de rode superreus Betelgeuze, die onlangs aanzienlijke hoeveelheden materiaal heeft uitgebraakt, en ze vragen zich af of deze ster binnenkort supernova zal worden. Hoewel Foley betwijfelt of Betelgeuze binnenkort zal ontploffen, vindt hij dat we zulke geweldige uitbarstingen serieus moeten nemen.

"Dit zou een waarschuwingssysteem kunnen zijn", zei Foley. "Dus als je ziet dat een ster een beetje begint te trillen, begin je te gedragen, dan moeten we misschien meer opletten en echt proberen te begrijpen wat daar aan de hand is voordat hij ontploft. Omdat we steeds meer van deze supernova's met dit soort van uitstekende dataset, zullen we beter kunnen begrijpen wat er gebeurt in de laatste jaren van het leven van een ster."

De Hubble Space Telescope is een project van internationale samenwerking tussen NASA en ESA (European Space Agency). NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, beheert de telescoop. Het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, voert Hubble-wetenschappelijke operaties uit. STScI wordt voor NASA beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy, in Washington, DC

Door NASA, ESA

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... estruction