קרדיט תמונה: מזל תאומים
כמו רופא שמנסה להבין את מותו הפתאומי של חולה קשיש, אסטרונומים השיגו את התצפיות המפורטות ביותר אי פעם על כוכב מסיבי ותיק, אחרת נורמלי, ממש לפני ואחרי שחייו הסתיימו בפיצוץ סופרנובה מרהיב.
הצילום צולם על ידי מצפה הכוכבים תאומים וטלסקופ החלל האבל (HST) פחות משנה לפני הפיצוץ הענק, הכוכב ממוקם בגלקסיה M-74 הסמוכה בכוכב מזל דגים. תצפיות אלה אפשרו לצוות של אסטרונומים אירופאים בראשות ד"ר סטיבן סמארט מאוניברסיטת קיימברידג ', אנגליה, לאמת מודלים תיאורטיים המראים כיצד כוכב כזה יכול לעמוד בגורל כה אלים.
התוצאות פורסמו בגיליון 23 בינואר 2004 של כתב העת Science. עבודה זו מספקת את האישור הראשון לתיאוריה ארוכת השנים כי כמה מהכוכבים העתיקים והמאסיביים ביותר (ובכל זאת נורמליים) ביקום מסיימים את חייהם בפיצוצי סופרנובה אלימים.
"אפשר לטעון שמידת מזל או סרנדיפיות היו מעורבים בממצא זה," אמר ד"ר סמארט. "עם זאת, חיפשנו סוג כזה של כוכב אבות רגיל על ערש דווי זה כמה זמן. אני אוהב לחשוב שמציאת נתוני מזל תאומים ו- HST עבור הכוכב הזה היא הוכחה לחיזוי שלנו שיום אחד היינו צריכים למצוא את אחד הכוכבים האלה בארכיוני הנתונים העצומים הקיימים כעת. " לחץ כאן לפרטים נוספים על תוכנית הסופרנובה המתמשכת של ד"ר סמארט.
במהלך השנים האחרונות צוות המחקר של סמארט משתמש בטלסקופים החזקים ביותר, הן בחלל והן בשטח, כדי לדמיין מאות גלקסיות בתקווה שאחד ממיליוני הכוכבים בגלקסיות הללו יתפוצץ יום אחד כסופרנובה . במקרה זה, צייד הסופרנובות החובבניות האוסטרלי הנודע, הכומר רוברט אוונס, גילה את הפיצוץ (שזוהה בשם SN203gd) תוך סריקת גלקסיות בעזרת טלסקופ בגודל 12 ס"מ (31 ס"מ) מביתו בניו סאות 'ויילס, אוסטרליה שב יוני 2003.
בעקבות גילויו של אוונס, צוות ד"ר סמארט מיהר לעקוב אחר תצפיות מפורטות באמצעות טלסקופ החלל האבל. תצפיות אלה אימתו את המיקום המדויק של הכוכב המקורי או "אבות האב". תוך שימוש בנתונים מיקוםיים אלה, Smartt וצוותו חפרו בארכיוני נתונים וגילו כי תצפיות של מצפה הכוכבים Gemini ו- HST מכילות את שילוב הנתונים הדרושים כדי לחשוף את אופי האב.
נתוני מזל תאומים הושגו במהלך הזמנתו של הספקטרוגרף של תאומים מינימלי (GMOS) במאונה קאה, הוואי בשנת 2001. נתונים אלה שימשו גם לייצור תמונה מדהימה ברזולוציה גבוהה של הגלקסיה המציגה בבירור את הכוכב האדום. לחץ כאן לתמונת מזל תאומים ברזולוציה מלאה.
חמושים בתצפיות הקודמות של מזל תאומים ו- HST, הצוות של סמארט הצליח להוכיח שכוכב אבות האב הוא מה שהאסטרונומים מסווגים כסופר אדום רגיל. לפני שהתפוצץ נראה כי כוכב זה היה מסה גדולה בערך פי עשרה, וקוטר גדול פי 500 מזה של השמש שלנו. אם השמש שלנו הייתה בגודל של אבות הצאצאים היא הייתה חוטפת את כל מערכת השמש הפנימית לכוכב הלכת מאדים.
כוכבים סופרג'נטיים אדומים נפוצים למדי ביקום וניתן להבחין בדוגמא מצוינת במהלך חודש ינואר כמעט מכל מקום על פני כדור הארץ על ידי התבוננות בבטלגוזה, כוכב הכתפיים האדומות הבהירות בקבוצת הכוכבים של אוריון (ראו תרשים מוצא כאן.) כמו SN2003gd, ההערכה היא כי Betelgeuse יכולה לעמוד באותו גורל מתפרץ בכל עת מהשבוע הבא ועד אלפי שנים מעכשיו.
לאחר שהתפוצץ SN2003gd, הצוות צפה באורו הדועך בהדרגה במשך מספר חודשים באמצעות קבוצת הטלסקופים של אייזק ניוטון בלה פלמה. תצפיות אלה הדגימו כי מדובר בסופרנובה רגילה מסוג II, שמשמעותה שהחומר שנפלט מהפיצוץ עשיר במימן. מודלים ממוחשבים שפותחו על ידי אסטרונומים חזו זה מכבר כי ענקי-על אדומים עם אטמוספרות מורחבות וסמיכות של מימן יפיקו סופרנובות מסוג II אך עד כה לא היו עדויות תצפיות לגבות את התיאוריות שלהם. עם זאת, הרזולוציה והעומק הפנטסטיים של תמונות ה- Gemini ו- Hubble אפשרו לצוות Smartt להעריך את הטמפרטורה, הזוהר, הרדיוס והמסה של כוכב אבות זה ולגלות שהוא היה כוכב גדול וישן רגיל. "בשורה התחתונה, התצפיות הללו מספקות אישור חזק לכך שהתיאוריות להתפתחות הכוכבית וגם למוצא הפיצוצים הקוסמיים הללו נכונות," אמר הסופר המשותף סיפו מטילה מהמצפה הכוכב בשטוקהולם.
זו רק הפעם השלישית שהאסטרונומים רואים בפועל את אביה של פיצוץ סופרנובה מאושר. האחרים היו סופרנובות מסוג II ייחודיות: SN 1987A, שהיה לו אבות-על כחולים, ו- SN 1993J, שהגיח ממערכת כוכב בינארי מסיבית אינטראקציה. לחץ כאן לפרטים נוספים.
ד"ר סמארט מסכם, "פיצוצי סופרנובה מייצרים ומפיצים את היסודות הכימיים המרכיבים את כל היקום הנראה? במיוחד החיים. זה קריטי שנדע איזה סוג כוכבים מייצר אבני בניין אלה אם נבין את מקורם. "
נתוני Gemini ו- HST בארכיון היו קריטיים להצלחת פרויקט זה. "תגלית זו היא דוגמה מושלמת לערך העצום של נתונים ארכיוניים לפרויקטים מדעיים חדשים," אמר ד"ר קולין אספין, שהוא מדען תאומים האחראי על פיתוח ארכיון המדע של תאומים (GSA). הוא המשיך, "תגלית זו מדגימה את התוצאות המרהיבות שניתן לממש באמצעות נתונים ארכיוניים ומדגישה את החשיבות של פיתוח ה- GSA לדורות הבאים של אסטרונומים."
ספקטרוגרף רב-המזל של תאומים המשמש לביצוע תצפיות תאומים הם מכשירים תאומים שנבנו כשותפות משותפת בין תאומים, המצפה הדומיוניסטי האסטרופיזי, קנדה, המרכז הטכנולוגי לאסטרונומיה בבריטניה ואוניברסיטת דורהאם, בריטניה. בנפרד, המצפה האמריקני הלאומי לאסטרונומיה אופטית סיפק את תת-הגלאים ותוכנות נלוות. GMOS מיועד בעיקר למחקרים ספקטרוסקופיים בהם נדרשים כמה מאות ספקטרומים בו זמנית, למשל בעת התבוננות באשכולות כוכבים וגלקסיות. ל- GMOS יש גם את היכולת למקד תמונות אסטרונומיות במערך של למעלה מ 28 מיליון פיקסלים.
קבוצת הטלסקופים של אייזק ניוטון (ING) היא הקמה של מועצת המחקר לחקר פיזיקה ואסטרונומיה (PPARC) של הממלכה המאוחדת, הארגון ההולנדי למען Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) של הולנד והמכון לאסטרוף? IAC) בספרד. ה- ING מפעיל את טלסקופ ויליאם הרשל, מטר 4.2, את טלסקופ אייזק ניוטון, 2.5 מטרים, ואת טלסקופ ג'ייקובוס קפטיין, 1.0 מטרים. הטלסקופים ממוקמים במצפה הרוק דה לוס מוחצ'וס הספרדי בלה פלמה, שמופעל על ידי מכון אינסטרו דה אסטרופ סיקה דה קנריאס (IAC).
מידע רקע:
סופרנובות הן בין התופעות האנרגטיות ביותר שנצפו ביקום כולו. כאשר כוכב גדול פי שמונה ממסת השמש שלנו מגיע לקצה שמורת הדלק הגרעינית שלו, ליבתו אינה יציבה עוד מלמוטט תחת משקלו העצום. עם התמוטטות ליבת הכוכב, נפלטות השכבות החיצוניות בגל הלם שנע במהירות. שחרור אנרגיה עצום זה מביא לסופרנובה בהירה פי מיליארד מהשמש שלנו, והיא דומה לבהירות של גלקסיה שלמה. לאחר שהרס את עצמו, ליבת הכוכב הופכת להיות כוכב נויטרונים או חור שחור.
הצוות מורכב מסטיבן ג'יי סמארט, ג'וסטין ר. מאונד, מרגרט א. הנדר, כריסטופר א. טוט, וג'רלד פ. גילמור (אוניברסיטת קיימברידג ', בריטניה), סאפו מטילה (מצפה הכוכבים בשטוקהולם, שוודיה) וכריס ר. בן (קבוצת הטלסקופים של איזק ניוטון, ספרד).
המקור המקורי: מהדורת חדשות תאומים
