这一发现与之前关于红超巨星爆炸前如何演化的想法相冲突。早期观测表明,红超巨星在死亡前相对静止,没有爆炸或剧烈发光的证据。然而,新的观测发现,这颗红超巨星在爆炸前的最后一年发出了明亮的辐射。这表明至少其中一些恒星的内部结构必须经历重大变化,从而导致在坍缩之前的瞬间发生剧烈的气体爆发。
该研究的主要作者韦恩·雅各布森-加兰(Wynn Jacobson-Galn)表示:“这是我们对大质量恒星死亡前一刻行为理解的突破。直接检测红超巨星的超新星前活动,这是以前在常见的II 型超新星中从未观察到的。我们第一次看到红超巨星爆炸。 '
该发现于今天(2022 年1 月6 日)发表于《天体物理学杂志》。
艺术家描绘的红超巨星转变为II 型超新星的过程,它在崩溃和爆炸之前的垂死挣扎中释放出剧烈的辐射和气体。
位于毛伊岛哈雷阿卡拉的夏威夷大学天文学研究所的Pan-STARRS 于2020 年夏天首次通过红超巨星发出的大量光探测到了这颗注定要灭亡的大质量恒星。几个月后,2020 年秋天,一颗超新星照亮了天空。
研究小组很快捕捉到了这股强大的闪光,并利用夏威夷莫纳科克天文台的低分辨率成像摄谱仪获得了这次高能爆炸的第一个光谱,命名为超新星2020tlf(SN 2020tlf)。数据显示,爆炸时恒星周围有致密物质环的直接证据,很可能是来自今年夏天早些时候对红超巨星猛烈气体喷流进行的Pan-STARRS 成像。
CIERA 兼职副教授、该论文的资深作者拉斐拉·马古蒂(Raffaella Margutti) 说:“这就像看着一颗定时炸弹。” “直到现在,我们还从未在一颗垂死的红超巨星中展示过如此强烈的活动,我们看到它产生如此明亮的辐射,然后坠毁和燃烧。” '
爆炸后,团队继续监测SN 2020tlf。根据凯克天文台的深成像和多目标光谱仪以及近红外小阶梯光栅光谱仪获得的数据,研究人员确定SN 2020tlf的祖红超巨星——位于距离地球约1.2亿光年的NGC 5731星系——质量是太阳的10倍多。