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Una misteriosa supernova priva di idrogeno illumina gli spasimi della morte violenta di stelle massicce

Il giallo è molto profondo in un quasi binario con una stella sottile nella sequenza principale blu

L’impressione dell’artista di un gigante super giallo in un binario stretto con una stella compagna blu sequenziale principale, simile alle proprietà derivate del sistema antenato 2019yvr in Kilpatrick et al. (2021). Se il predecessore del 2019yvr si trovava in un sistema così binario, deve aver avuto un’interazione molto stretta che ha privato una grande quantità di idrogeno dal gigante giallo negli ultimi 100 anni prima che esplodesse come una supernova. Credito: Kavli IPMU / Aya Tsuboi

Un’intrigante stella gialla pre-supernova ha indotto gli astrofisici a rivalutare ciò che è possibile quando la stella più grande dell’universo muore. In un nuovo studio pubblicato di recente a New York, il team descrive la strana stella e la sua risultante supernova Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

Alla fine della loro vita, le fredde stelle gialle sono solitamente ricoperte di idrogeno, nascondendo il caldo interno blu della stella. Ma questa stella gialla, situata a 35 milioni di anni luce dalla Terra nell’ammasso di galassie della Vergine, era misteriosamente priva di questo importante strato di idrogeno al momento della sua esplosione.

“Non abbiamo mai visto questo scenario prima”, ha detto Charles Kilpatrick, borsista post-dottorato presso Northwestern UniversityIl Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA), che ha guidato lo studio. “Se una stella è esplosa senza idrogeno, deve essere molto blu, molto calda. È quasi impossibile per una stella essere così fredda senza idrogeno nel suo strato più esterno. Abbiamo esaminato ogni modello stellare che potrebbe spiegare una stella del genere, e ogni modello richiede che la stella lo contenga. “Sull’idrogeno, che dalla supernova sappiamo che non era. Si estende a ciò che è fisicamente possibile”.

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Kilpatrick è anche un membro del Young Supernova Experiment, che utilizza il telescopio Pan-STARRS ad Haleakala, Hawaii per catturare le supernove non appena esplodono. Dopo aver individuato l’esperimento della piccola supernova 2019yvr nella galassia a spirale NGC 4666, relativamente vicina, il team ha utilizzato le immagini dello spazio profondo scattate dal telescopio spaziale Hubble della NASA, che fortunatamente ha già rilevato questa parte del cielo due anni e mezzo prima dell’esplosione della stella.

“Quello che fanno le stelle massicce prima di esplodere è un enorme mistero irrisolto”, ha detto Kilpatrick. “È raro vedere questo tipo di stella prima che si trasformi in una supernova.”

Le immagini di Hubble mostrano la fonte della supernova, una stella massiccia che è stata fotografata solo due anni prima dell’esplosione. Ma diversi mesi dopo l’esplosione, Kilpatrick e il suo team hanno scoperto che il materiale espulso nell’ultima esplosione della stella sembrava entrare in collisione con una grande massa di idrogeno. Ciò ha portato il team a ipotizzare che la stella progenitrice possa aver espulso l’idrogeno entro pochi anni prima della sua morte.

“Gli astronomi sospettavano che le stelle stessero sperimentando violente eruzioni vulcaniche o dolori mortali negli anni prima della comparsa delle supernove”, ha detto Kilpatrick. La scoperta di questa stella fornisce alcune delle prove più dirette mai scoperte che le stelle subiscono catastrofiche eruzioni vulcaniche, causando loro la perdita di massa prima di un’eruzione. Se la stella subisce queste esplosioni, è probabile che abbia espulso l’idrogeno diversi decenni prima della sua esplosione “.

Nel nuovo studio, il team di Kilpatrick ha anche presentato un’altra possibilità: una stella compagna meno massiccia potrebbe aver deidrogenato la stella progenitrice della supernova. Tuttavia, il team sarà in grado di cercare la stella compagna solo dopo che la luminosità della supernova si sarà attenuata, il che potrebbe richiedere fino a un decennio.

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“Contrariamente al suo comportamento naturale subito dopo l’esplosione, la reazione dell’idrogeno ha rivelato che si trattava di una specie di questa strana supernova”, ha detto Kilpatrick. “Ma è straordinario che siamo stati in grado di trovare la sua ex stella nei dati di Hubble. Entro quattro o cinque anni, penso che saremo in grado di scoprire di più su quello che è successo”.

Il riferimento: “Antenati superbi e amplificati della supernova Ib 2019yvr a 2,6 anni prima dell’esplosione” di Charles de Kilpatrick, Maria R. Drott, Katie Uchitel, Georgios Demetriades, Ryan J. Foley, David O Jones, Lindsay Demarchi, K. Decker French, Christa Gall, Jens Hayworth, Wayne in Jacobson Galan, Rafaela Margotti, Anthony El Pero, Enrico Ramirez-Ruiz, Armin Rest e Cesar Rojas Bravo, 30 marzo 2021, Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / stab838