Ville det ikke vært fint å vite når en gigantisk stjerne er i ferd med å dø i en katastrofal supernovaeksplosjon? Et team av astronomer har gjort nettopp det. Hvis du ser en gigantisk rød stjerne omgitt av et tykt deksel av materiale, pass på – stjernen vil sannsynligvis eksplodere innen noen få år.
Når en massiv stjerne nærmer seg slutten av livet, går den gjennom flere voldsomme faser. Dypt inne i stjernens kjerne skifter den fra å smelte sammen hydrogen til å smelte sammen tyngre grunnstoffer, starter med helium og beveger seg opp til karbon, oksygen, magnesium og silisium. På slutten av kjeden danner stjernen til slutt jern i kjernen. Fordi jern taper energi i stedet for å frigjøre den, betyr dette slutten for stjernen, og på mindre enn et dusin minutter snur den seg selv ut og inn i en fantastisk eksplosjon kalt en supernova.
Men på tross av alt oppstyret som foregår i stjernenes hjerter, fra utsiden, er det vanskelig å si nøyaktig hva som skjer. Jada, mot slutten av livet sveller disse gigantiske stjernene til ekstreme størrelser. De blir også intenst lyse – opptil titusenvis av ganger lysere enn sol. Men fordi stjernenes overflate er så utstrakt, synker deres ytre temperatur faktisk, noe som får dem til å se ut som røde kjemper.
I slekt: James Webb-romteleskopet oppdager en overraskende supernova
Det mest kjente eksemplet på en slik nær-terminal stjerne er Betelgeuse. Hvis det var plassert innenfor vår solsystemetville denne stjernen – som bare er 11 ganger mer massiv enn solen – strekke seg til banen til Jupiter. Den vil bli supernova hvilken som helst dag nå, men “hvilken som helst dag” for en astronom kan være en million år unna. Selv om vi vet at denne typen stjerner til slutt vil detonere i en supernova, er det ingen måte å få et mer presist anslag enn det. Eller, i det minste, det pleide å være tilfelle.
Tikende bombe
Nå har et team av astronomer utviklet en måte å oppdage supernovaer som sannsynligvis vil gå av i løpet av få år. De rapporterte resultatene sine i en avis publisert til preprint-databasen arXiv og akseptert for publisering i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
De studerte spesifikt noen få dusin av en unik type supernova kjent som Type II-P supernovaer. I motsetning til andre supernovaer forblir disse eksplosjonene lyse lenge etter det første utbruddet.
I noen få eksempler har astronomer sett tilbake på gamle kataloger og funnet bilder av stjernene før de eksploderte, og de ser alle ut til å være røde superkjemper som Betelgeuse. Det er en klar indikasjon på at slike stjerner er supernovakandidater, klare til å gå av med et øyeblikks varsel.
Stjernene som resulterer i denne typen supernovaer antas å ha tette deksler av materiale som omgir dem før de eksploderer. Disse likkledet er størrelsesordener tettere enn det som er målt rundt Betelgeuse. Det er oppvarmingen av det materialet fra den første sjokkbølgen som får lysstyrken til å henge igjen; det er rett og slett flere ting som ligger rundt for å fortsette å gløde godt etter det første tegn på eksplosjonen.
Det tette likkledet fører også til at denne typen supernova blir synlig raskere enn dens mer utsatte fettere. Når eksplosjonen først skjer, treffer sjokkbølgen materialet rundt stjernen, noe som fører til at sjokkbølgen mister damp når den passerer gjennom. Mens energiene fra en supernova i utgangspunktet er nok til å frigjøre høyenergistråling, som røntgenstråler og gammastråler, etter blandingen av sjokkbølgen og det omkringliggende materialet, er strålingen som avgis i optiske bølgelengder.
Så det ser ut til at disse tette dekkene av materiale rundt stjerner er også en giveaway om at en supernova er i ferd med å skje.
Super kokonger
Men hvor lang tid tar det å danne det dekselet av materiale? Forskerne studerte to modeller. I en modell blåste stjernen vind med høy hastighet fra overflaten, som sakte løsnet deler av seg selv og spredte den rundt for å lage likkledet i løpet av flere tiår. I den andre modellen fikk stjernen en voldsom pre-supernovaeksplosjon som sendte gass som veide opp til en tidel av massen av solen i bane på mindre enn ett år.
Forskerne modellerte deretter hvordan alt dette materialet ville påvirke bildene våre av stjernen. I begge tilfeller, når stjernen først har bygget sitt likklede, ville det være sterkt skjult på en måte som vår nåværende bildeteknologi kunne oppdage.
Fordi vi har direkte bilder av noen av pre-supernovastjernene tatt mindre enn 10 år før de gikk av, konkluderte astronomene med at den sakte og stødige modellen ikke ville fungere. Ellers ville stjernen blitt skjult.
Alt dette betyr at når en superkjempestjerne bygger et tykt deksel av materiale rundt seg, vil den sannsynligvis gå til supernova i løpet av få år. Så hvis du tilfeldigvis reiser gjennom kosmos og du kommer over dette eksakte scenariet, anser deg selv som advart.
Følg oss på Twitter @Spacedotcom eller på Facebook.