Rappresentazione artistica di una supergigante gialla in un binario stretto con una stella compagna di sequenza principale blu, simile alle proprietà derivate per il sistema progenitore 2019yvr in Kilpatrick et al. (2021). Se il sistema progenitore di 2019yvr si trovava in un tale binario, deve aver avuto un'interazione molto stretta che ha strappato una grande quantità di idrogeno dalla supergigante gialla negli ultimi 100 anni prima che esplodesse come supernova. Credito: Kavli IPMU / Aya Tsuboi
Uno scenario mai visto prima "allunga ciò che è fisicamente possibile".
Una stella curiosamente gialla ha indotto gli astrofisici a rivalutare ciò che è possibile nel nostro universo.
Guidati da Northwestern University, utilizzato dal team internazionale NASA'S Telescopio spaziale Hubble per esaminare la massiccia stella due anni e mezzo prima che esplodesse in una supernova. Alla fine della loro vita, le fredde stelle gialle sono tipicamente avvolte nell'idrogeno, che nasconde l'interno caldo e 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 strato cruciale di idrogeno al momento della sua esplosione.
"Non abbiamo mai visto questo scenario prima", ha affermato Charles Kilpatrick della Northwestern, che ha guidato lo studio. “Se una stella esplode senza idrogeno, dovrebbe essere estremamente blu, davvero, davvero calda. È quasi impossibile per una stella essere così bella senza avere idrogeno nel suo strato esterno. Abbiamo esaminato ogni singolo modello stellare che potrebbe spiegare una stella come questa, e ogni singolo modello richiede che la stella avesse idrogeno, cosa che, dalla sua supernova, sappiamo che non aveva. Allunga ciò che è fisicamente possibile".
Imaging del telescopio spaziale Hubble (HST) che mostra il sito dell'esplosione di 2019yvr da 2.5 anni prima della sua esplosione. In alto a sinistra: la stessa supernova è vista in un'immagine del telescopio Gemini-South 72 giorni dopo l'esplosione. In basso a sinistra: uno zoom sullo stesso sito nell'immagine HST pre-esplosione, che mostra una singola fonte che sembra essere la stella progenitrice di 2019yvr. Credito: Charles Kilpatrick / Northwestern University
Il team descrive la peculiare stella e la sua supernova risultante in un nuovo studio, pubblicato il 5 maggio 2021, nel Avvisi mensili della Royal Astronomical Society. Nell'articolo, i ricercatori ipotizzano che, negli anni precedenti la sua morte, la stella potrebbe aver perso il suo strato di idrogeno o averlo perso a causa di una stella compagna vicina.
Kilpatrick è un borsista post-dottorato presso il Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) della Northwestern e membro del Young Supernova Experiment, che utilizza il telescopio Pan-STARSS a Haleakalā, Hawaii, per catturare le supernove subito dopo l'esplosione.
Prendere una stella prima che esploda
Dopo che l'esperimento Young Supernova ha individuato la supernova 2019yvr nella relativamente vicina galassia a spirale NGC 4666, il team ha utilizzato immagini dello spazio profondo catturate dal telescopio spaziale Hubble della NASA, che fortunatamente ha già osservato questa sezione del cielo.
"Quello che le stelle massicce fanno subito prima di esplodere è un grande mistero irrisolto", ha detto Kilpatrick. "È raro vedere questo tipo di stella subito prima che esploda in una supernova".
Le immagini di Hubble hanno mostrato la fonte della supernova, una stella massiccia ripresa solo un paio d'anni prima dell'esplosione. Sebbene la stessa supernova apparisse del tutto normale, la sua fonte - o stella progenitrice - era tutt'altro che.
"Quando è esplosa, sembrava una normalissima supernova priva di idrogeno", ha detto Kilpatrick. “Non c'era niente di eccezionale in questo. Ma la stella progenitrice non corrispondeva a ciò che sappiamo su questo tipo di supernova".
Prove dirette di morte violenta
Diversi mesi dopo l'esplosione, tuttavia, Kilpatrick e il suo team hanno scoperto un indizio. Mentre l'ejecta dell'esplosione finale della stella ha viaggiato attraverso il suo ambiente, si è scontrato con una grande massa di idrogeno. Ciò ha portato il team a ipotizzare che la stella progenitrice avrebbe potuto espellere l'idrogeno entro pochi anni prima della sua morte.
"Gli astronomi hanno sospettato che le stelle subissero violente eruzioni o spasmi di morte negli anni prima di vedere le supernove", ha detto Kilpatrick. “La scoperta di questa stella fornisce alcune delle prove più dirette mai trovate che le stelle subiscono eruzioni catastrofiche, che le fanno perdere massa prima di un'esplosione. Se la stella stava avendo queste eruzioni, probabilmente ha espulso il suo idrogeno diversi decenni prima di esplodere".
"La scoperta di questa stella fornisce alcune delle prove più dirette mai trovate che le stelle subiscono eruzioni catastrofiche, che le fanno perdere massa prima di un'esplosione".
- Charles Kilpatrick, astrofisico
Nel nuovo studio, il team di Kilpatrick presenta anche un'altra possibilità: una stella compagna meno massiccia potrebbe aver sottratto idrogeno alla stella progenitrice della supernova. La squadra, tuttavia, non sarà in grado di farlo Ricerca per la stella compagna fino a quando la luminosità della supernova non svanisce, il che potrebbe richiedere fino a 10 anni.
"A differenza del comportamento normale subito dopo l'esplosione, l'interazione dell'idrogeno ha rivelato che si tratta di una specie di supernova stravagante", ha detto Kilpatrick. “Ma è eccezionale che siamo stati in grado di trovare la sua stella progenitrice nei dati di Hubble. Tra quattro o cinque anni, penso che saremo in grado di saperne di più su quello che è successo”.
Per ulteriori informazioni su questo studio, leggi la misteriosa supernova priva di idrogeno che fa luce sui violenti attacchi di morte di Massive Stars.
Riferimento: "Un candidato progenitore cool e gonfiato per la supernova di tipo Ib 2019yvr a 2.6 anni prima dell'esplosione" di Charles D Kilpatrick, Maria R Drout, Katie Auchettl, Georgios Dimitriadis, Ryan J Foley, David O Jones, Lindsay DeMarchi, K Decker French , Christa Gall, Jens Hjorth, Wynn V Jacobson-Galán, Raffaella Margutti, Anthony L Piro, Enrico Ramirez-Ruiz, Armin Rest e César Rojas-Bravo, 30 marzo 2021, Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stab838
Lo studio, "Un candidato progenitore fresco e gonfiato per la supernova di tipo Ib 2019 yvr a 2.6 anni prima dell'esplosione", è stato supportato dalla NASA (numeri premio GO-15691 e AR-16136), dalla National Science Foundation (numeri premio AST-1909796 , AST-1944985), il Canadian Institute for Advanced Research, la VILLUM Foundation e l'Australian Research Council Center of Excellence. Oltre al telescopio spaziale Hubble, i ricercatori hanno utilizzato strumenti presso l'Osservatorio Gemini, l'Osservatorio Keck, l'Osservatorio Las Cumbres, il telescopio spaziale Spitzer e lo Swope Telescope.
