El Hubble ofereix una visió primerenca i sense precedents de la destrucció d'una estrella.

Com si es tractés del testimoni d'una mort violenta, el telescopi espacial Hubble de la NASA ha proporcionat recentment als astrònoms una visió completa i sense precedents dels primers moments de la desaparició cataclísmica d'una estrella. Les dades del Hubble, combinades amb altres observacions de l'estrella condemnada realitzades per telescopis espacials i terrestres, poden proporcionar als astrònoms un sistema d'alerta primerenca per altres estrelles a punt d'esclatar.

"Solíem parlar de la feina de les supernoves com si fóssim investigadors de l'escena d'un crim, on apareixíem després del fet i tractàvem d'esbrinar què li havia passat a aquesta estrella", va explicar Ryan Foley, de la Universitat de Califòrnia a Santa Cruz, líder de l'equip que va fer aquest descobriment. "Aquesta és una situació diferent, perquè realment sabem el que està passant i realment veiem la mort en temps real".

Clic per engrandir. Els astrònoms han presenciat recentment l'explosió de la supernova SN 2020 fqv
a l'interior de les galàxies de la Papallona, ​​situades a uns 60 milions d'anys llum de nosaltres a la
constel·lació de Verge. Els investigadors no van trigar a dirigir el telescopi espacial Hubble de la
NASA cap a les seqüeles. Juntament amb altres telescopis espacials i terrestres, el Hubble va
poder assistir als primers moments de la desaparició de la malaguanyada estrella, oferint una visió
completa d'una supernova en la fase més primerenca de la seva explosió. El Hubble va sondejar
el material molt proper a la supernova que va ser expulsat per l'estrella en l'últim any de la seva
vida. Aquestes observacions van permetre als investigadors comprendre el que li passava a l'estrella
just abans que morís, i podrien proporcionar als astrònoms un sistema d'alerta primerenca per
altres estrelles a la vora de la seva mort. Crèdits: NASA, ESA, Ryan Foley (UC Santa Cruz);
Processament d'imatges: Joseph DePasquale (STScI).

Treball en equip amb el telescopi

La supernova, anomenada SN 2020fqv, es troba en les galàxies Papallona que interactuen, situades a uns 60 milions d'anys llum en la constel·lació de Verge. Va ser descoberta a l'abril de 2020 per la Zwicky Transient Facility de l'Observatori Palomar de San Diego, Califòrnia. Els astrònoms es van adonar que la supernova estava sent observada simultàniament pel Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), un satèl·lit de la NASA dissenyat principalment per descobrir exoplanetes, amb capacitat per detectar un assortiment d'altres fenòmens. Ràpidament, van dirigir el Hubble i un conjunt de telescopis terrestres cap a ella.

Junts, aquests observatoris van oferir la primera visió holística d'una estrella a la fase més primerenca de la seva destrucció. El Hubble ha detectat el material proper a l'estrella, anomenat material circumestelar, tot just unes hores després de l'explosió. Aquest material va ser expulsat de l'estrella en l'últim any de la seva vida. Aquestes observacions van permetre als astrònoms comprendre el que li passava a l'estrella just abans de morir.

"Poques vegades arribem a examinar aquest material circumestelar tan proper, ja que només és visible durant un temps molt curt, i normalment no comencem a observar una supernova fins a el menys uns dies després de l'explosió", va explicar Samaporn Tinyanont, autor principal de l'article de l'estudi publicat a Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. "En el cas d'aquesta supernova, vam poder fer observacions ultraràpides amb el Hubble, el que va proporcionar una cobertura sense precedents de la regió situada just al costat de l'estrella que va explotar".

Explicar la història de l'estrella

L'equip va examinar les observacions del Hubble de l'estrella que es remunten a la dècada de 1990. El TESS va proporcionar una imatge de sistema cada 30 minuts, des de diversos dies abans de l'explosió, fins a la pròpia explosió i durant diverses setmanes. El Hubble es va utilitzar de nou a partir de només unes hores després que els astrònoms detectessin per primera vegada l'explosió. I a l'estudiar el material circumestelar amb el Hubble, els científics van obtenir una comprensió del que estava succeint al voltant de l'estrella a la dècada anterior. Combinant tota aquesta informació, l'equip va ser capaç de crear una visió de diverses dècades dels últims anys de l'estrella.

Clic per engrandir. Imatge capturada pel Zwicky Transient Facility amb el telescopi Samuel
Oschin de l'Observatiori Palomar a California.

"Ara tenim tota aquesta història sobre el que li passa a l'estrella en els anys anteriors a la seva mort, fins al moment de la mateixa, i després les seqüeles d'aquesta", va dir Foley. "Aquesta és realment la visió més detallada d'estrelles com aquesta en els seus últims moments i de com exploten".

La pedra Rosetta de les supernoves

Tinyanont i Foley han anomenat a SN 2020fqv "la Pedra Rosetta de les supernoves". L'antiga Pedra Rosetta, que té el mateix text inscrit en tres escriptures diferents, va ajudar als experts a aprendre a llegir els jeroglífics egipcis. 

En el cas d'aquesta supernova, l'equip científic va utilitzar tres mètodes diferents per determinar la massa de l'estrella que va explotar. Es tracta de comparar les propietats i l'evolució de la supernova amb els models teòrics; utilitzar la informació d'una imatge d'arxiu del Hubble de 1997 per descartar estrelles de major massa; i utilitzar les observacions per mesurar directament la quantitat d'oxigen en la supernova, que sondeja la massa de l'estrella. Els resultats coincideixen: entre 14 i 15 vegades la massa del Sol. Determinar amb precisió la massa de l'estrella que explota en una supernova és crucial per entendre com viuen i moren les estrelles massives.

"La gent utilitza molt el terme 'pedra de Rosetta'. Però aquesta és la primera vegada que hem pogut verificar la massa amb aquests tres mètodes diferents per a una supernova, i tots ells són consistents", va dir Tinyanont. "Ara podem avançar utilitzant aquests diferents mètodes i combinant-los, perquè hi ha moltes altres supernoves en què tenim masses d'un mètode però no d'una altra".

Un sistema d'alerta ràpida? 

En els anys previs a l'explosió de les estrelles, aquestes tendeixen a tornar-se més actives. Alguns astrònoms assenyalen a la supergegant vermella Betelgeuse, que recentment ha expulsat importants quantitats de material, i es pregunten si aquest estel es convertirà aviat en supernova. Encara que Foley dubta que Betelgeuse vagi a explotar de forma imminent, sí que creu que ens hauríem de prendre seriosament aquests esclats estel·lars.

"Això podria ser un sistema d'alerta", va dir Foley. "Així que si veus que una estrella comença a agitar-se una mica, comença a actuar, llavors potser hauríem de prestar més atenció i tractar d'entendre realment el que està passant allà abans que exploti. A mesura que trobem més i més d'aquestes supernoves amb aquest tipus d'excel·lent de conjunt de dades, podrem entendre millor el que està succeint en els últims anys de la vida d'una estrella".

El telescopi espacial Hubble és un projecte de cooperació internacional entre la NASA i l'ESA (Agència Espacial Europea). El Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA, a Greenbelt (Maryland), gestiona el telescopi. L'Institut Científic de Telescopi Espacial (STScI), a Baltimore (Maryland), realitza les operacions científiques del Hubble. El STScI és operat per la NASA per l'Associació d'Universitats per a la Recerca en Astronomia, a Washington, D.C.

Ho he vist aquí.