Czasami astronomowie działają jak lekarz, który stara się dociec, co spowodowało nagłą smierć pacjenta. Tym razem udało im się zaobserwować w najwyższym szczególe starą, ale pod innymi względami normalną masywną gwiazdę, tuż przed tym, jak zakończyła swe życie w wybuchu supernowej.

Gwiazda została zaobserwowana przez Obserwatorium Gemini oraz Kosmiczny Teleskop Hubble’a na przeszło rok przed eksplozją. Znajduje się w galaktyce M74 w gwiazdozbiorze Ryb. Obserwacje prowadził dr Stephen Smartt z University of Cambridge, pozwoliły one zweryfikować teoretyczny model, pokazujący, jak gwiazdy taka jak ta, kończy swój żywot.

Rezultaty badań zostały opublikowane 23 stycznia 2004 roku w magazynie Science. Praca stanowi pierwsze potwierdzenie liczącej już sobie wiele lat teorii, że niektóre masywne (ale normalne) stare gwiazdy kończą życie w wybuchu supernowej.

Fotografia przedstawia galaktykę spiralną M74 (oznaczaną także NGC 628). O jej wyjątkowej urodzie decyduje idealny spiralny kształt. Zdjęcie wykonano za pomocą teleskopu o średnicy 8,1 metra. Galaktyka M74, położona w odległości około 30 milionów lat świetlnych w gwiazdozbiorze Ryb jest podobna do naszej Galaktyki, lecz nieco mniejsza. Zawiera około 100 miliardów gwiazd.

Można by powiedzieć, że to odkrycie wymagało trochę szczęścia i sprytu” – mówi dr Smartt. – “Jednak poszukiwaliśmy tego typu gwiazd na łożu śmierci już od jakiegoś czasu. Odnalezienie gwiazdy na zdjęciach z Gemini i Hubble’a stanowi potwierdzenie naszych przypuszczeń, że prędzej czy później musimy trafić w opasłych archiwach danych na gwiazdę jakiej szukamy“.

Przez kilka ostatnich lat Smartt i jego współpracownicy wykorzystywali najpotężniejsze teleskopy, znajdujące się tak na Ziemi jak i w przestrzeni kosmicznej, aby wykonać zdjęcia setek galaktyk, wierząc, że któraś z milionów sfotografowanych gwiazd wybuchnie pewnego dnia jako supernowa. W tym przypadku odkrycia supernowej (oznaczonej SN203gd) dokonał Reverend Robert Evans z Nowej Południowej Walii w Australii, amatorsko zajmujący się poszukiwaniem supernowych, za pomocą 30 centymetrowego teleskopu.

Po dokonanym przez Evansa odkryciu, Smartt natychmiast wykonał obserwacje za pomocą Teleskopu Hubble’a. Pozwoliły one określić dokładną pozycję gwiazdy, która wybuchła. Zaopatrzeni w tą wiedzę naukowcy przekopali się przez archiwa i dzięki danym z Gemini i Hubble’a odnaleźli informacje pozwalające na określenie natury gwiazdy.

Gemini Zdjęcie, które musisz zobaczyć!“>sfotografowało gwiazdę podczas testów spektrografu Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) na Mauna Kea w 2001 roku. Dane te posłużyły do wyprodukowania zachwycającego zdjęcia galaktyki M74, gdzie czerwona gwiazda, bohaterka odkrycia , jest bardzo dobrze widoczna.

Dzięki danym z Gemini i Hubble’a, astronomowei mogli stwierdzić, że był to zwykły czerwony nadolbrzym. Przed eksplozją gwiazda miała masę około 10 razy, a średnicę około 500 razy większą niż Słońce. Umieszczona w centrum Układu Słonecznego sięgałaby aż Marsa.

Czerwone nadolbrzymy są gwiazdami dość powszechnie występującymi, a jednym z przykładów może być doskonale widoczna na zimowym niebie Beletgeuza w Orionie. Również ją w każdej chwili, równie prawdopodobnie za tydzień jak i za tysiąc lat, może spotkać los SN2003gd.

Po wybuchu Sn2003gd, astronomowie mogli przez kilka miesięcy obserwować stopniowo gasnącą poświatę, wykorzystując w tym celu teleskopy grupy Isaac Newton Group w La Palma. obserwacje potwierdziły, że była to supernowa typu IIa (wyrzucony materiał był bogaty w wodór). Komputerowe modele wskazywały, że czerwone nadolbrzymy o rozdętej, gęstej atmosferze z wodoru są źródłem tych wybuchów, ale to jest pierwsze obserwacyjne potwierdzenie tego faktu.

Dzięki znakomitej rozdzielczości zdjęć z Gemini i Hubble’a, naukowcy mogli oszacować temperaturę, jasność, promień i masę gwiazdy. “Te obserwacje stanowią mocne potwierdzenie teorii gwiezdnej ewolucji oraz teorii wybuchów kosmicznych” – mówi Seppo Mattila z Obserwatorium Sztokholmskiego, współautor badań.

To dopiero trzeci przypadek powiązania konkretnej gwiazdy i eksplozji supernowej. Poprzednie również dotyczyły supernowych tylu II: SN1987A, związanej z niebieskim nadolbrzymem, oraz SN1993J, która związana była z masywnym układem podwójnym gwiazd.

W wybuchu supernowej powstają i są rozpraszane pierwiastki chemiczne, z których zbudowane jest wszystko we Wszechświecie, w szczególności życie. Jeżeli chcemy zrozumieć nasze początki, musimy wiedzieć, jaki typ gwiazdy odpowiada za produkcję poszczególnych pierwiastków” – mówi dr Smartt.

Dla odkrycia kluczowe okazało się archiwizowanie danych z Gemini i Hubble’a. – “To okrycie jest znakomitym przykładem wielkiego znaczenia danych archiwalnych dla nowych projektów badawczych” – mówi dr Colin Aspin, odpowiedzialny za rozbudowę archiwum Gemini. – “Demonstruje, jak znaczące rezultaty mogą zostać osiągnięte przy użyciu danych archiwalnych i podkreśla konieczność prowadzenia i rozbudowy archiwów, takich jak GSA (Gemini Science Archive)“.

Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) to bliźniacze instrumenty, przeznaczone przede wszystkim do badań spektroskopowych, podczas których można równocześnie zebrać widma kilkuset obiektów (na przykład wielu gwiazd lub gromad galaktyk). GMOS może generować obrazy o wielkości 28 milionów pikseli.

Do grupy Isaac Newton Group (IMG) należy 4,2-metrowy Teleskop Herschnela, 2,5-metrowy teleskop Isaac Newton oraz metrowy teleskop Jacobus Kapteyn. Teleskopy te znajdują się w Obserwatorium Los Muchachos w La Palma.

Autor

Anna Marszałek