Tín dụng hình ảnh: Song Tử
Giống như một bác sĩ đang cố gắng tìm hiểu một bệnh nhân lớn tuổi, đột ngột qua đời, các nhà thiên văn học đã thu được những quan sát chi tiết nhất từng có của một ngôi sao lớn nhưng bình thường khác ngay trước và sau khi cuộc đời của nó kết thúc trong một vụ nổ siêu tân tinh ngoạn mục.
Được chụp bởi Đài thiên văn Gemini và Kính viễn vọng Không gian Hubble (HST) chưa đầy một năm trước vụ nổ khổng lồ, ngôi sao nằm trong thiên hà M-74 gần đó trong chòm sao Song Ngư. Những quan sát này cho phép một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu do Tiến sĩ Stephen Smartt của Đại học Cambridge, Anh dẫn đầu xác minh các mô hình lý thuyết cho thấy một ngôi sao như thế này có thể gặp số phận dữ dội như thế nào.
Kết quả được công bố trên tạp chí Science ngày 23 tháng 1 năm 2004. Công trình này cung cấp xác nhận đầu tiên về lý thuyết đã tồn tại từ lâu rằng một số ngôi sao cũ đồ sộ nhất (nhưng bình thường) trong Vũ trụ kết thúc cuộc sống của họ trong các vụ nổ siêu tân tinh dữ dội.
Tiến sĩ có thể lập luận rằng một số lượng may mắn hoặc sự ngẫu nhiên nhất định có liên quan đến phát hiện này, tiến sĩ Smartt nói. Tuy nhiên, chúng tôi đã tìm kiếm loại ngôi sao tiên tri bình thường này trên giường chết một thời gian. Tôi muốn nghĩ rằng việc tìm kiếm dữ liệu Gemini và HST tuyệt vời cho ngôi sao này là một minh chứng cho dự đoán của chúng tôi rằng một ngày nào đó chúng tôi phải tìm một trong những ngôi sao này trong kho lưu trữ dữ liệu to lớn hiện có. Bấm vào đây để biết thêm chi tiết về chương trình siêu tân tinh đang diễn ra của Tiến sĩ Smartt.
Trong vài năm qua, nhóm nghiên cứu của Smartt đã sử dụng các kính viễn vọng mạnh nhất, cả trong không gian và trên mặt đất, để ghi lại hàng trăm thiên hà với hy vọng rằng một trong số hàng triệu ngôi sao trong các thiên hà này sẽ nổ tung như một siêu tân tinh. . Trong trường hợp này, thợ săn siêu tân tinh nghiệp dư nổi tiếng người Úc, Reverend Robert Evans, đã phát hiện ra vụ nổ ban đầu (được xác định là SN203gd) trong khi quét các thiên hà bằng kính viễn vọng sân sau 12 inch (31cm) từ nhà của ông ở New South Wales, Australia ở Tháng Sáu, 2003.
Sau phát hiện của Evans, nhóm Tiến sĩ Smartt lành đã nhanh chóng theo dõi các quan sát chi tiết bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble. Những quan sát này đã xác minh vị trí chính xác của ngôi sao tiên sinh hoặc ban đầu của ngôi sao. Sử dụng dữ liệu vị trí này, Smartt và nhóm của ông đã đào qua kho lưu trữ dữ liệu và phát hiện ra rằng các quan sát của Đài thiên văn Gemini và HST chứa sự kết hợp dữ liệu cần thiết để tiết lộ bản chất của tổ tiên.
Dữ liệu Gemini thu được trong quá trình vận hành Máy quang phổ đa đối tượng Gemini (GMOS) trên Mauna Kea, Hawaii năm 2001. Những dữ liệu này cũng được sử dụng để tạo ra hình ảnh thiên hà có độ phân giải cao tuyệt đẹp cho thấy rõ ngôi sao tiên sinh màu đỏ. Nhấn vào đây để xem hình ảnh Song Tử có độ phân giải đầy đủ.
Được trang bị các quan sát trước đây của Gemini và HST, nhóm Smartt Lần có thể chứng minh rằng ngôi sao tổ tiên là thứ mà các nhà thiên văn học xếp vào loại siêu sao đỏ bình thường. Trước khi phát nổ, ngôi sao này dường như có khối lượng lớn hơn khoảng 10 lần và đường kính lớn hơn khoảng 500 lần so với Mặt trời của chúng ta. Nếu mặt trời của chúng ta có kích thước của tổ tiên thì nó sẽ nhấn chìm toàn bộ hệ mặt trời bên trong ra ngoài hành tinh sao Hỏa.
Các ngôi sao siêu sao đỏ khá phổ biến trong vũ trụ và một ví dụ tuyệt vời có thể dễ dàng phát hiện trong tháng 1 từ hầu hết mọi nơi trên Trái đất bằng cách nhìn vào Betelgeuse, ngôi sao vai đỏ sáng trong chòm sao Orion (xem biểu đồ tìm kiếm ở đây.) Giống như SN2003gd, người ta tin rằng Betelgeuse có thể gặp số phận bùng nổ tương tự bất cứ lúc nào từ tuần tới đến hàng ngàn năm kể từ bây giờ.
Sau khi SN2003gd phát nổ, nhóm nghiên cứu đã quan sát ánh sáng mờ dần trong vài tháng bằng cách sử dụng nhóm kính viễn vọng Isaac Newton trên La Palma. Những quan sát này đã chứng minh rằng đây là siêu tân tinh loại II bình thường, có nghĩa là vật liệu được đẩy ra từ vụ nổ rất giàu hydro. Các mô hình máy tính được phát triển bởi các nhà thiên văn học từ lâu đã dự đoán rằng các siêu sao đỏ với khí quyển hydro dày, kéo dài sẽ tạo ra các siêu tân tinh loại II này nhưng cho đến nay vẫn chưa có bằng chứng quan sát để sao lưu lý thuyết của chúng. Tuy nhiên, độ phân giải và độ sâu tuyệt vời của hình ảnh Gemini và Hubble cho phép nhóm Smartt ước tính nhiệt độ, độ sáng, bán kính và khối lượng của ngôi sao tiên sinh này và tiết lộ rằng đó là một ngôi sao lớn, bình thường. Điểm mấu chốt là những quan sát này cung cấp một sự xác nhận mạnh mẽ rằng các lý thuyết cho cả sự tiến hóa của sao và nguồn gốc của các vụ nổ vũ trụ này là chính xác, theo tác giả Seppo Mattila của Đài thiên văn Stockholm.
Đây chỉ là lần thứ ba các nhà thiên văn học thực sự nhìn thấy tổ tiên của vụ nổ siêu tân tinh được xác nhận. Những cái khác là siêu tân tinh loại II đặc biệt: SN 1987A, có một tổ tiên siêu nhiên màu xanh và SN 1993J, xuất hiện từ một hệ sao nhị phân tương tác lớn. Bấm vào đây để biết thêm chi tiết.
Tiến sĩ Smartt kết luận, vụ nổ Supernova sản xuất và phân phối các nguyên tố hóa học tạo nên mọi thứ trong Vũ trụ hữu hình? đặc biệt là cuộc sống. Điều quan trọng là chúng ta biết loại sao nào tạo ra các khối xây dựng này nếu chúng ta hiểu được nguồn gốc của mình.
Dữ liệu lưu trữ của Gemini và HST rất quan trọng đối với sự thành công của dự án này. Phát hiện này là một ví dụ hoàn hảo về dữ liệu lưu trữ Giá trị to lớn của các dự án khoa học mới, tiến sĩ Colin Aspin, nhà khoa học Gemini chịu trách nhiệm phát triển Lưu trữ khoa học Gemini (GSA). Ông tiếp tục, phát hiện này đã chứng minh những kết quả ngoạn mục có thể nhận ra bằng cách sử dụng dữ liệu lưu trữ và nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển GSA đối với các thế hệ nhà thiên văn học trong tương lai.
Máy quang phổ đa đối tượng Gemini được sử dụng để thực hiện các quan sát của Song Tử là các thiết bị sinh đôi được xây dựng như một sự hợp tác giữa Gemini, Đài quan sát vật lý thiên văn Dominion, Canada, Trung tâm công nghệ thiên văn học Vương quốc Anh và Đại học Durham, Vương quốc Anh. Một cách riêng biệt, Đài quan sát thiên văn quang học quốc gia Hoa Kỳ đã cung cấp hệ thống con máy dò và phần mềm liên quan. GMOS được thiết kế chủ yếu cho các nghiên cứu quang phổ trong đó cần hàng trăm quang phổ đồng thời, chẳng hạn như khi quan sát các cụm sao và thiên hà. GMOS cũng có khả năng tập trung hình ảnh thiên văn vào mảng hơn 28 triệu pixel.
Nhóm kính thiên văn Isaac Newton (ING) là một cơ sở của Hội đồng nghiên cứu vật lý và thiên văn hạt (PPARC) của Vương quốc Anh, Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) của Hà Lan và Viện thiên văn IAC) ở Tây Ban Nha. ING vận hành Kính thiên văn William Herschel 4.2 mét, Kính thiên văn Isaac Newton 2,5 mét và Kính thiên văn Jacobus Kapteyn 1,0 mét. Các kính viễn vọng được đặt trong Đài thiên văn Roque de Los Manyachos của Tây Ban Nha trên La Palma, được điều hành bởi Viện nghiên cứu Astruto de Astrof? Sica de Canarias (IAC).
Thông tin lai lịch:
Siêu tân tinh là một trong những hiện tượng năng lượng nhất được quan sát thấy trong toàn vũ trụ. Khi một ngôi sao có khối lượng lớn hơn khoảng tám lần khối lượng Mặt trời của chúng ta đạt đến điểm cuối của kho dự trữ nhiên liệu hạt nhân, lõi của nó không còn ổn định khi sụp đổ dưới trọng lượng to lớn của chính nó. Khi lõi của ngôi sao sụp đổ, các lớp bên ngoài bị đẩy ra trong một sóng xung kích chuyển động nhanh. Sự giải phóng năng lượng khổng lồ này dẫn đến một siêu tân tinh sáng hơn Mặt trời của chúng ta khoảng một tỷ lần và có thể so sánh với độ sáng của toàn bộ thiên hà. Sau khi tự hủy, lõi của ngôi sao trở thành sao neutron hoặc lỗ đen.
Nhóm nghiên cứu gồm có Stephen J. Smartt, Justyn R. Maund, Margaret A. Hendry, Christopher A. Tout và Gerald F. Gilmore (Đại học Cambridge, Vương quốc Anh), Seppo Mattila (Đài thiên văn Stockholm, Thụy Điển) và Chris R Benn (Nhóm Kính thiên văn Isaac Newton, Tây Ban Nha).
Nguồn gốc: Gemini News phát hành
