Ovaj članak i prva priložena slika su objavljeni na stranicama Sjeverozapadnog sveučilišta.
Tekst o tome istraživanju je objavljen i na sajtu Universe Today. Dio toga članka je uvršten u donji prijevod.
Dodatnu sliku sam sastavio od tri Hubbleove sirove fotografije NGC 1637.
|
Priredio i prilagodio:
Zoran Knez AstroMosor |
Svemirski teleskop James Webb vidi na smrt osuđenu zvijezdu kako se krije u prašini
Jedan istraživački tim kojega su vodili znanstvenici Sjeverozapadnog sveučilišta (u Evanstonu, (am. sav. drž. Illinois), načinio je dosad najbolju sliku jedne na smrt osuđene zvijezde prije no što je ona eksplodirala.
Posluživši se NASA-inim Svemirskim teleskopom James Webb, taj međunarodni tim je po prvi put jednu zvijezdu koja je proizvela supernovu identificirao u srednjim infracrvenim valnim duljinama. Te opservacije - udružene s arhiviranim slikama koje je snimio Svemirski teleskop Hubble - otkrile su da je tu eksplodirala jedna masivna superdivovska zvijezda, uronjena u neočekivani plašt od prašine.
To će otkriće pomoći da se razriješi desetljeća duga zagonetka zašto masivni crveni superdivovi rijetko eksplodiraju. Naime, teorijski modeli predviđaju da bi crveni superdivovi trebali biti zaslužni za većinu supernova izazvanih urušavanjem zvjezdanih jezgri. Ovo novo istraživanje pokazuje da te zvijezde uistinu eksplodiraju, no da su one samo skrivene od naših pogleda gustim prašinskim oblacima. Zahvaljujući novim mogućnostima kojima raspolaže Webb, astronomi sada konačno mogu prodrijeti pogledom kroz prašinu i u njoj vidjeti zvijezdu, te tako pomiriti teoriju i rezultate promatranja.
Znanstveni rad o ovom istraživanju je objavljen danas (8. listopada 2025.) u Pismima Astrofizikalnog dnevnika. Radi se o prvom uočavanju neke zvijezde koja je eksplodirala kao supernova ("supernova progenitor") ostvareno Webbom.
"Već nekoliko desetljeća smo pokušavali doznati kako izgleda eksplozija nekog crvenog superdiva", kaže Charlie Kilpatrick, istraživač i profesor iz Sjeverozapdnog sveučilišta, koji je vodio ovo istraživanje. "Tek sada, uz pomoć Webba, konačno dobivamo kvalitetne podatke i infracrvene opservacije iz kojih možemo doznati kakav je to točno crveni superdiv eksplodirao i kakav je bio njegov neposredni okoliš. Čekali smo da se neka odgovarajuća supernova dogodi u galaktici koju je Webb već promatrao. Onda smo udružili Hubbleove i Webbove podatke i po prvi odredili svojstva zvijezde (koja je eksplodirala)."
Stručnjak za živote i skončanja masivnih zvijezda, Kilpatrick je istraživač iz Centra za interdisciplirana istraživanja u astrofizici, Sjeverozapadnog sveučilišta. Jedan od njegovih najvažnijih suradnika u istraživanju je bio Aswin Suresh, student fizike i astronomije iz istog Sveučilišta.
Najcrvenija i najzaprašenija dosad viđena zvijezda koja je eksplodirala kao supernova
Iskoristivši sustav Automatske potrage za supernovama po cijelom nebu (All-Sky Automated Survey of Supernovae), astronomi su supernovu o kojoj je ovdje riječ, označenu s SN 2025pht, uočili 29. lipnja 2025. Njeno je svjetlo do nas stiglo iz jedna obližnje spiralne galaktike, zvana NGC 1637 i od nas udaljene oko 39 milijuna svjetlosnih godina.
Usporedivši fotografije NGC 1637 snimljene Hubbleom i Webbom prije i poslije eksplozije, Kilpatrick, Suresh i njihovi suradnici su pronašli zvijezdu koja je proizvela SN 2025pht. Odmah im je upalo u oči to koliko je sjajna i koliko je crvena bila na tim slikama! Premda je sjala oko 100 tisuća puta jače od Sunca, prašina koja ju je okruživala je zaustavljala većinu njenog svjetla. Zapravo, prašinski veo je bio toliko gust da je zvijezda u vidljivom svjetlu bila više od stotina puta bljeđa no što bi to bila bez te prašine. Kako prašina zaustavlja kraće, plavlje valne duljine svjetla, zvijezda je usto izgledala i iznenađujuće crvena.
"To je najcrveniji i najzaprašeniji crveni superdiv kojega smo vidjeli da je eksplodirao kao supernova", kaže Suresh.
Masivne zvijezde u poodmaklim fazama svojih života, crveni superdivovi su među najvećim zvijezdama u svemiru. Kada se njihove jezgre uruše, oni eksplodiraju kao supernove tipa II, ostavljajući za sobom neutronsku zvijezdu ili crnu jamu. Najpoznatiji primjer crvenog superdiva je Betelgez, sjajna crvenkasta zvijezda na ramenu zviježđa Orion.
"SN 2025pht predstavlja iznenađenje jer je puno crveniji od zamalo svih drugih crvenih superdivova koje smo vidjeli da eksplodiraju kao supernove", dodaje Kilpatrick. (To se ne odnosi na supernovu, već na zvijezdu koja ju je proizvela. Prim. prev.) "To nam pokazuje da su te ranije eksplozije mogle biti puno sjajnije no što nam se činilo da jesu, samo stoga što dosad nismo raspolagali infracrvenim podacima kvalitetnima poput ovih koje nam Webb sada može ponuditi." (I ovo se odnosi ne zvijezde koje su eksplodirale, a ne na supernove. Prim. prev.)
Tragovi skriveni u prašini
Ovaj potop prašinom bi mogao pomoći da se objasni zašto su se astronomi dosad mučili tražeći crvene superdivove koji su eksplodirali kao supernove. Većina masivnih zvijezda koje eksplodiraju kao supernove su među najsjajnijim objektima na nebu, koji odašilju najviše elektromagnetskog zračenja. To bi trebalo značiti da će ih se lako uočiti na nebu i prije negoli eksplodiraju. Međutim, to nije bilo tako!
(Sa stranice Iscrpne astrofizikalne teorije pokazuju da bi masivne zvijezde trebale pred kraj svoga postojanja postati crvenim superdivovima (engl. krat. RSG), te na koncu eksplodorati kao supernove. Ali astronimi su na muci kada to trebaju i vidjeti! Mnogi od RSG-ova koje astronimi pronađu, pokažu se manje sjajnima no što to teorija predviđa. (...) Trebali bismo pronalaziti RSG-ove koji su oko 500 tisuća puta sjajniji od Sunca, no oni s najvećim luminozitetima koji su dosad uočeni, od Sunca su sjajni tek od oko 300 tisuća do oko 350 tisuća puta! (Luminozitet u ovom kontekstu je snaga elektromagnetskog zračenja. Prim. prev)
Postoji nekolicina mogućih tumačenja toga nesklada.
Moguće je da je gubitak mase tih zvijezda putem stelarnog vjetra brži no što se mislilo. Njihova manja masa bi značilo i manji sjaj! Ili bi mogla biti riječ o unutarnjem miješanju (konvekciji) njihova sadržaja. Možda naše astrofizikalno razumijevanje tih procesa nije potpuno.
Dodatno možebitno tumačenje uključuje razvoj dvojnih sustava. Većina RSG-a obitava u dvojnim sustavima, a međudjelovanje para zvijezda može utjecati na luminozitet sustava.
Ili bi, pak, mogla biti riječ o nečemu jednostavnijem. Možda su ti RSG-ovi samo zastrti prašinom. Možda nas u njihovu opažanju onemogućuje neka druga promatračka pristranost.)
Astronomi pretpostavljaju da su najmasivnije ostarjele zvijezde ujedno i najzaprašenije. Njihovi gusti omotači od prašine bi mogli zaustavljati njihovo svjetlo do točke potpune neuočljivosti. Ova nova Webbova promatranja idu u prilog toj pretpostavci.
"Podržavao sam to tumačenje, ali čak ni ja nisam očekivao vidjeti ovalo ekstreman primjer kao što je SN 2025pht", kaže Kilpatrick. "To bi objasnilo zašto se te masivnije superdivove ne vidi: oni su okruženi s više prašine!"
Uz prisutnost veće količine same prašine, i njen sastav je iznenađujući. I dok crveni superdivovi obično proizvode kisikom bogatu silikatnu prašinu, prašina oko ove zvijezde je izgleda bila bogata ugljikom. To ukazuje na postojanje snažnog strujanja unutar zvijezde tijekom zadnjih godina njenog života. Ta je konvekcija ugljik iz dubine iznosila na površinu zvijezde. Na taj način je mijenjana vrsta prašine koju je zvijezda proizvodila (i rasipala je u svoju okolicu).
"Infracrvene valne duljina kojima smo se služili u ovim promatranjima, obuhvaćaju i one u kojima možemo prepoznati jedan važni spektralni potpis silikatne prašine, svojstvene nekim crvenim superdivovima", kaže Kilpatrick. "To nam pokazuje da je (stelarni) vjetar (kojega je proizvodila zvijezda prije negoli je eksplodirala) bio vrlo bogat ugljikom, te da je sadržavao manje kisika. (Nije nipošto jasno odakle takav zaključak. Prim. prev.) To je pomalo iznenađujuće za crvenog superdiva ove mase."
Nova era istraživanja zvijezda koje eksplodiraju
U ovom novom istraživanju, astronomi su po prvi put putem Webba neposredno identificirali jednu zvijezdu koja je eksplodirala kao supernova. To sada omogućuje još puno sličnih otkrića. Bilježeći svjetlo u bliskim i srednjim infracrvenim valnim duljinama, Webb može otkriti skrivene zvijezde i time nam ispričati dosad nepoznate dijelove priče o životu i smrti najmasivnijih zvijezda.
Ovaj isti istraživački tim sada traga za sličnim crvenim superdivovima koji bi uskoro mogli eksplodirati kao supernove. Opservacije koje će vršiti budući NASA-in Svemirski teleskop Nancy Grace Roman bi u toj potrazi mogao biti od pomoći. Roman će posjedovati razulučivost, osjetljivost i sposobnost opažanja u infracrvenom području da vidi te zvijezde, pa možda i svjedoči njihovim promjenama sjaja usljed izbačaja velikih količina prašine pred kraj života.
"Lansiranjem Svemirskog teleskopa James Webb i skorašnjim lansiranjem teleskopa Roman, dolazimo u jedno vrlo zanimljivo razdoblje za proučavanje masivnih zvijezda, osobito onih koje eksplodiraju kao supernove", zaključuje Kilpatrick. "Kvalitetom novih podataka i onim što ćemo u njima otkriti, nadmašit ćemo sve što je bilo viđeno u posljednjih 30 godina."
Velika slika NGC 1637 na lijevoj strani, udružuje podatke dobivene Webbom i Hubbleom. Ti su podaci dobiveni 2024. g, prije no što je supernova SN 20205pht eksplodirala. Djelić galaktike u kojemu se zbila ta supernova, povećan je gore desno. Srednje dvije sličice na desnoj strani su isti detalj snimljen pojedinim teleskopom: na Hubbleovoj slici se zvijezda koja je proizvela supernovu uopće ne vidi, dok je na Webbovoj ona jasno vidljiva! Donji detalj na desnoj strani, snimljen Hubbleom u srpnju 2025. g, bilježi blještanje supernove.
(Dodatna slika je sastavljena od Hubbleovih fotografija snimljenih prije eksplozije supernove SN 2025pht. Mjesto gdje se zbila supernova, istaknuta je bijelom kružnicom. Prim. prev.)
NASA, ESA, CSA, STScI, Charles Kilpatrick (Northwestern), Aswin Suresh (Northwestern) / NASA/STScI/Aladin (Z. Knez)
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
