Hubble scopre il resto della stella con l’aiuto di una supernova

L’illustrazione di questo artista mostra la superstar del 2013 con la sua stella compagna in basso a destra. La stella di accompagnamento è influenzata dall’onda d’urto della supernova, ma non viene distrutta. Nel corso del tempo, gli astronomi hanno notato che la luce ultravioletta (ultravioletta) della supernova svanisce, rivelando la seconda fonte di luce ultravioletta più vicina, che mantiene la sua luminosità. La teoria è che le due stelle massicce si siano evolute in due coppie insieme, che l’attuale sopravvissuto abbia spinto fuori la membrana esterna del gas idrogeno del suo partner prima che esplodesse. Alla fine, la stella compagna diventerà anche una superstar. Prestito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Il telescopio spaziale Hubble della NASA ha scoperto sulla scena della morte esplosiva della stella un testimone oculare, una stella compagna, che in precedenza era nascosta nel bagliore della sua collega supernova. Questa scoperta è la prima per un particolare tipo di supernova, in cui la stella è stata rimossa dall’intero involucro di gas esterno prima di esplodere.

La scoperta fornisce una potente visione della natura binaria delle stelle massicce, nonché la possibile precondizione per la fusione finale delle stelle compagne, che possono essere scosse nello spazio come onde gravitazionali nella trama dello spazio-tempo stesso.

Gli astronomi hanno scoperto le firme di vari elementi nelle esplosioni di supernove. Questi elementi sono stratificati come la supernova a cipolla originale. L’idrogeno si trova nello strato più esterno della stella; se non viene rilevato idrogeno da una supernova, significa che è stato rimosso prima dell’esplosione.

La causa della perdita di idrogeno era un mistero, con gli astronomi che utilizzavano Hubble per cercare indizi e testare teorie per spiegare queste supernove nude. Le nuove osservazioni di Hubble sono ancora la migliore prova per la teoria secondo cui una stella compagna invisibile estrae un involucro di gas dalla sua stella partner prima che esploda.

“Questo è il momento che stavamo aspettando, abbiamo finalmente visto la prova di una supernova completamente nuda dall’antenato del sistema binario”, ha detto l’astronomo Ori Fox del Baltimore Space Telescope, uno dei principali ricercatori dell’Hubble Research Project . “L’obiettivo è spostare questo campo di studio dalla teoria al lavoro con i dati per vedere che aspetto hanno effettivamente questi sistemi”.

Il team di Fox ha utilizzato la Wide Field Camera 3 di Hubble per studiare la luce UV della supernova (SN) del 2013, così come le precedenti osservazioni di Hubble nel Barbara A. Mikulski Space Telescope Archive (MAST). Gli astronomi hanno osservato che la luce della supernova svanisce nel tempo nel 2016-2020, ma un’altra fonte di luce ultravioletta nella stessa posizione ha mantenuto la sua luminosità. La fonte alla base di questa emissione UV è ciò che il team sta offrendo al doppio compagno sopravvissuto SN 2013ge.

Hubble scopre il resto della stella con l'aiuto di una supernova

Questa infografica mostra l’evoluzione proposta dagli astronomi per Supernovae (SN) 2013ge. I pannelli 1-3 mostrano cosa è già successo e i pannelli 4-6 mostrano cosa potrebbe accadere in futuro. 1) Due coppie di stelle massicce ruotano l’una intorno all’altra. 2) Una stella invecchia nella sua fase di gigante rossa, ricevendo un involucro esterno gonfiato di idrogeno, che viene rimosso dalla sua stella compagna per gravità. Gli astronomi ritengono che questo sia il motivo per cui Hubble non ha trovato tracce di idrogeno nei frammenti di supernove. 3) Una stella con un involucro nudo diventa una supernova (SN 2013ge), scuotendo ma non distruggendo la sua stella compagna. Dopo la supernova, il nucleo denso dell’ex stella di massa rimane una stella di neutroni o cavo. 4) Alla fine, anche la stella compagna invecchia nella gigante rossa, conservando il suo involucro esterno, parte del quale proveniva dalla sua compagna. 5) Anche la stella compagna è soggetta a una supernova. 6) Se le stelle fossero abbastanza vicine l’una all’altra da impedire che l’onda d’urto delle supernove fuoriesca dalla loro orbita, i nuclei residui continuerebbero a ruotare l’uno intorno all’altro, fondendosi infine per formare onde gravitazionali. Prestito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Da due?

In passato, gli scienziati hanno ipotizzato che i forti venti della massiccia stella antenata potessero guidare l’involucro del gas idrogeno, ma le prove osservative non lo hanno confermato. Per spiegare la disconnessione, gli astronomi hanno sviluppato teorie e modelli in cui un sifone binario rimuove l’idrogeno da un sifone.

“Negli ultimi anni, molte prove diverse ci hanno detto che è probabile che le supernove nude si formino in binarie, ma dovevamo comunque vedere la compagna. Lo studio delle esplosioni spaziali è come la scienza forense. “Grazie a Hubble, possiamo vederlo dal vivo”, ha affermato Maria Druth dell’Hubble Research Group dell’Università di Toronto.

Nelle precedenti osservazioni di SN 2013ge, Hubble ha visto due picchi di luce ultravioletta, non quelli che di solito si osservano nella maggior parte delle supernove. Fox ha detto che una spiegazione per questo doppio schiarimento è che il secondo picco mostra quando un’onda d’urto di supernova colpisce la stella compagna, una probabilità che ora sembra molto più probabile. Recenti osservazioni di Hubble mostrano che, sebbene la stella compagna sia stata notevolmente scossa, compreso l’idrogeno gassoso che ha estratto dalla sua controparte, non è stata distrutta. Fox paragona l’effetto a una ciotola vibrante di gelatina che alla fine tornerà alla sua forma originale.

Se fosse necessario trovare ulteriori conferme – tali scoperte accessorie – Fox ha affermato che gli effetti della scoperta sono ancora significativi, supportando le teorie secondo cui la maggior parte delle stelle massicce si sta evolvendo in sistemi binari.

Per guardarne uno

A differenza delle supernove, che hanno una membrana di gas gonfiata per accendersi, gli antenati delle supernove completamente nude sono difficili da identificare nelle immagini pre-esplosione. Ora che gli astronomi sono abbastanza fortunati da trovare una stella compagna sopravvissuta, possono usarla per lavorare con loro per determinare le caratteristiche di una stella che esplode, oltre a un’opportunità senza precedenti per vedere come sta accadendo una stella sopravvissuta.

Hubble scopre il resto della stella con l'aiuto di una supernova

Prestito: SCIENZA: Ori Fox (STScI)

Essendo lui stesso una star di massa, anche il compagno di SN 2013ge è destinato a obbedire a una supernova. Il suo ex partner ora è probabilmente un oggetto compatto, come una stella di neutroni o una cavità, e probabilmente anche il suo compagno seguirà quel percorso.

La vicinanza delle stelle compagne originali determinerà se stanno insieme. Se la distanza è troppo grande, la stella compagna verrà espulsa dal sistema per vagare da sola nella nostra galassia, un destino che potrebbe spiegare le molte supernove apparentemente solitarie.

Tuttavia, se le stelle fossero abbastanza vicine l’una all’altra prima delle supernove, continuerebbero a ruotare l’una attorno all’altra come stelle cave o di neutroni. In tal caso, alla fine si sposteranno a spirale l’uno verso l’altro, fondendosi, creando onde gravitazionali nel processo.

Questa è una prospettiva entusiasmante per gli astronomi, poiché le onde gravitazionali sono una nuova branca dell’astrofisica. Queste sono onde o onde nel contesto dello spazio stesso, come predetto da Albert Einstein all’inizio del XX secolo. Le onde gravitazionali sono state osservate per la prima volta direttamente dal Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO).

“Con il compagno sopravvissuto di SN 2013ge, possiamo vedere la premessa dell’evento dell’onda gravitazionale, che un tale evento sarà ancora tra un miliardo di anni”, ha detto Fox.

Fox և ei suoi colleghi lavoreranno con Hubble per creare un campione più ampio di stelle compagne sopravvissute di altre stelle di supernova, che in effetti daranno di nuovo un po’ di compagnia a SN 2013ge.

“C’è un grande potenziale che la supernova stessa semplicemente non comprende. Poiché ora sappiamo che la maggior parte delle stelle nell’universo sono formate in coppie binarie, sono necessarie osservazioni delle stelle compagne sopravvissute per aiutare a comprendere i dettagli della formazione binaria, dello scambio di materiale e delle combinazioni. sviluppo evolutivo. “È un momento emozionante per studiare le stelle”, ha detto Fox.

“Capire il ciclo di vita delle stelle massicce è particolarmente importante per noi, poiché tutti gli elementi pesanti sono formati nei loro nuclei dalle supernove. “Questi elementi costituiscono la maggior parte dell’universo visibile, inclusa la vita come la conosciamo”, ha aggiunto il coautore Alex Filipenko. A cura dell’Università della California, Berkeley.

I risultati sono pubblicati Le lettere del diario astrofisico:.


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Informazioni aggiuntive.
Ori D. Fox et al, The Candidate Progenitor Companion Star of Type Ib / c SN 2013ge, Le lettere del diario astrofisico: (2022). DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac5890:

Fornito da ESA / Habble Information Center

Citazione:Hubble rivela il resto della stella seminando una supernova (5 maggio 2022), Estratto il 6 maggio 2022: https://phys.org/news/2022-05-hubble-reveals-surviving-companion-star.html

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