SN 2013cu-pierwsze obserwacyjne potwierdzenie, że gwiazda Wolfa-Rayeta progenitorem supernowej typu IIb.

[rybi]

   Zespół astronomów kierowany przez Avishay Gal-Yam (Weizmann Institute of Science, Izrael) zaobserwował prawdopodobnego progenitora supernowej SN 2013cu zaledwie 15 godzin po wybuchu. Przy tym została wykorzystana nowa technika tzw. "flash spectroscopy", która pozwoliła wykonać widmo gwiazdy w galaktyce UGC 9379 (gwiazdozbiór Wolarza), która znajduje się w odległości aż 360 milionów lat świetlnych od nas.

 

     Informacja na ten temat został opublikowana 22 maja 2014r. w uznawanym na całym świecie czasopiśmie "Nature" - nr 509, str.471-474.
Niestety nie mam wolnych 30Euro :), aby w całości zapoznać się z tym artykułem.
Ale są tam dostępne rysunki, z których można się wiele dowiedzieć:
http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7501/full/nature13304.html
http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7501/fig_tab/nature13304_F1.html
http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7501/fig_tab/nature13304_F2.html
http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7501/fig_tab/nature13304_SF1.html
http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7501/fig_tab/nature13304_SF2.html
http://www.readcube.com/articles/10.1038/nature13304

 

 

Lewy rysunek : zdjęcie galaktyki UGC 9739 (gwiazdozbiór Wolarza) wykonane teleskopem SDSS przed wybuchem supernowej.
Prawy rysunek: jasna niebieska plama - ekspolzja supernowej SN 2013cu.

 

 

 

 

 

 

 

Rysunek z Nature nr 509 str. 471:
rysunek a) wczesne widmo SN 2013cu (czarna linia) w porównaniu z teoretycznymi widmami gwiazd Wolfa-Rayeta typu WNL (linie czerwone i szare). Widać znaczne podobieństwo w widmie ciągłym (kontinuum) i liniach (silne He, N i H-serii Balmera wskazują na typ widmowy WN6). Dla porównania umieszczono widmo rzeczywistej gwiazdy WR, czyli  HD 192163 (niebieska linia).
rysunek b ) Zmiana w liniach emisyjnych w ciągu 1-go tygodnia. Pierwsze widmo (czerwone) w porównaniu z późniejszymi widmami. Do trzeciego dnia (widma koloru niebieskiego i cyan) znikają cechy widma gwiazdy  W-R. Co ciekawe strumień energii w H-alfa w tym czasie ma stałą wartość. Na szósty dzień (widmo koloru magenta) jest prawie pozbawione szczegółów z wyjątkiem słabszej emisji w H-alfa mniej niż 1/10 w porównaniu do trzeciego dnia - prawdopodobnie ponieważ  obszar powstawania linii widmowych został wyczyszczony przez rozszerzającą się otoczkę supernowej.
rysunek c) Supernowa SN 2013cu jest typu IIb. Widmo supernowej wykonane 69 dzień po wybuchu (kolor czarny) pokazano w porównaniu do widm wzorcowych supernowych IIb SN1993J (60-ty dzień po wybuchu, kolor widma czerwony) i SN2011dh (43 dzień, kolor zielony). Pokazano również przykład supernowej II-P SN200tet (45 dzień, kolor niebieski).

 

 

 

I jeszcze luźno tłumaczone opinie astronomów zajmujących się supernowymi w tym temacie:

 

Gal-Yam (Weizmann Institut, Izrael):
"Nowe techniki obserwacyjne stworzyły nam możliwości badania wybuchających gwiazd w sposób, o którym tylko mogliśmy kiedyś marzyć. Zmierzamy w kierunku obserwacji supernowych w czasie rzeczywistym."

 

Peter Nugent (Berkeley Lab?s Computational Cosmology Center):
"Po raz pierwszy bezpośrednio możemy wskazać na obserwację i powiedzieć, że ten typ gwiazdy Wolfa-Rayeta prowadzi do takiego rodzaju supernowej IIb ...
Gdy gwiazda WR zmierza ku supernowej, wybuch zwykle wyprzedza wiatr gwiazdowy i cała informacja o progenitorze jest tracona. Mieliśmy szczęście w przypadku supernowej SN 2013cu, że złapaliśmy ją zanim wyprzedziła wiatr. Krótko po wybuchu gwiazdy, błysk promieniowania ultrafioletowego z fali uderzeniowej rozgrzał i oświetlił wiatr progenitora. Obserwowane warunki w tym momencie były bardzo zbliżone do tego co było tam przed wybuchem supernowej...
To odkrycie było totalnie szokujące i otwiera zupełnie nowy obszar badawczy dla nas. Z największymi teleskopami mieliśmy do tej pory szansę wykonania widma gwiazdy Wolfa-Rayeta w galaktykach bliskich naszej Drodze Mlecznej - być może 4 miliony lat świetlnych od nas. SN 2013cu jest 360 milionów lat świetlnych dalej (100 razy dalej)...
Wszystkie nasze poprawki w procedurach obróbki danych obserwacyjnych spowodowały, że teraz wysyłamy wysokiej jakości alerty dotychące supernownych do astronomów na całym świecie w ciągu mniej niż 40 minut od uzyskania zdjęcia w Obserwatorium Mt.Palomar. W przypadku SN 2013cu to wszystko zadziałało."

 

 

Alex Filippenko (U Berkeley):
"Gdy zidentyfikowałem pierwszy przykład supernowej IIb w 1987 roku, marzyłem, że pewnego dnia będę miał bezpośrednie dowody jakiego rodzaju gwiazda wybuchła. To jest wspaniałe, że możemy powiedzieć, że gwiazdy typu Wolfa-Rayeta są odpowiedzialne za to - przynajmniej w niektórych przypadkach."

 

 

 

I na końcu przykład takiego przepięknego otoczenia gwiazdy Wolfa-Rayeta widać w pełnym rozkwicie na poniższym rysunku

(polecam na tapetę monitora!!! Tutaj można pobrać wersję tego rysunku odpowiednią dla danego monitora :) ).

Jest to mgławica w kształcie kotła/garnka (po angielsku cauldron bubble) oznaczona S308 wokół różowej gwiazdy HD 50896 w gwiazdozbiorze Wielkiego Psa. WR-ka jest odległa o około 5000 lat świetlnych od nas, a mgławica ma około 60 lat świetlnych rozciągłości. Jest to kolaż zdjęć w zakresie promieniowania X oraz optycznego dostępny na stronie Livescience.  Na zdjęciu widać kolor zielony pochodzący od zielonej linii wzbronionego tlenu [O III] 5007A oraz czerwony od H-alfa. Kolor niebieski - promieniowanie X.

 

 

 

Linki popularno-naukowe w j. ang. na temat SN 2013cu:
http://scitechdaily.com/first-direct-confirmation-of-a-wolf-rayet-star-self-destructing-in-a-type-iib-supernova/
http://www.iflscience.com/space/astronomers-capture-rare-wolf-rayet-star-just-hours-after-it-dramatically-explodes
http://www.universetoday.com/112021/new-supernova-likely-arose-from-massive-wolf-rayet-star/
http://www.sci-news.com/astronomy/science-wolf-rayet-star-sn2013cu-supernova-01937.html
http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2014/05/wolf-rayet-supernova-observed-its-flash-ionized-its-immediate-surroundings-followed-by-powerful-blas.html

 

Materiał źródłowy o SN 2013cu w Nature:
http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7501/full/nature13304.html

[Alien]

Rybi szacun za mega opracowanie, mam nadzieję że na forum będzie więcej tego typu opracowań.

[rybi]

:) Cieszę się, że temat Was zainteresował. Moje pierwsze info o SN 2013cu na tym wątku nie jest kompletnym opracowaniem. Po prostu dzisiaj odkryłem ten temat w Internecie, trochę go "skubnąłem" i bardzo chciałem się z Wami podzielić tą rewelacją. W końcu dzielicie moja pasję  :)

 

Szukałem w Internecie co to za technika obserwacji supernowych "flash spectroscopy", która pozwala robić widma gwiazd W-R aż w odległości 360 milionów lat świetlnych. Nawet w jednym z cytatów na poście zakładającym ten wątek jest wypowiedź Petera Nugenta z Berkeley Labs:

...Z największymi teleskopami mieliśmy do tej pory szansę wykonania widma gwiazdy Wolfa-Rayeta w galaktykach bliskich naszej Drodze Mlecznej - być może 4 miliony lat świetlnych od nas. SN 2013cu jest 360 milionów lat świetlnych dalej (100 razy dalej)...

 

Dlaczego można zarejestrować widmo gwiazdy WR w tak ogromnej odległości 360 mln lat świetlnych ? ? ?

W streszczeniu artykułu w Nature nr 509  jest wyjaśnienie co to znaczy "flash spectroscopy":

...  spektroskopia błyskowa (? ang. flash spectroscopy) - wykorzystuje efekt błysku spowodowanego przez eksplozyjną falę uderzeniową supernowej na materię otaczającą gwiazdę-progenitora.

Wersja angielska (mam nadzieję, że dobrze przetłumaczyłem :) ):

... ?flash spectroscopy?, which captures the effects of the supernova explosion shock breakout flash on material surrounding the progenitor star...

 

Dodatkowo na pierwszej (czytelnej) stronie artykułu w Nature pod readcube można znaleźć uzasadnienie takiego zasięgu "spektroskopii błyskowej"...

Gwiazdy typu WR sa masywnymi gwiazdami pozbawionymi zewnętrznej otoczki zawierajacej wodór. Generuja one bardzo silny wiatr gwiazdowy ubogi w wodór.

Zewnętrzny promień tego bardzo silnego wiatru (swego rodzaju "atmosfery" gwiazdy WR) może sięgać nawet 100mln km - dla porównania w takiej kuli mieści się Słońce wraz z orbita Wenus. Generalnie skład chemiczny wiatru gwiazdowego określa typ widmowy gwiazdy WR. Gwiazdy z dominującymi liniami helu He i azotu N należą do typu widmowego WN. Jeżeli zawierają śladowe ilości wodoru H to są oznaczane WN(h). Gwiazdy z silnymi liniami węgla C należą do typu widmowego WC, a dla rzadszych i gorętsze gwiazd bogatych w linie widmowe tlenu O - ich widmo jest oznaczane WO.

 

Tuż po wybuchu gwiazdy WR jako supernowej jej zewnętrzne obszary wiatru (taka "quasi-atmosfera" ekspandujaca z prędkościa 1-3 tys.km/sek., gdzie powstaja szerokie linie emisyjne) nie zostały jeszcze zmiecione przez falę uderzeniowa supernowej. Natomiast ten obszar zaabsorbował potworne ilości jonizujących fotonów i jego jasność wzrosła 100-10000 razy w wyniku świecenia rekombinacyjnego.

Jeżeli współczesne największe teleskopy mogą zrobić widma gwiazd WR z odległości około 4 mln lat świetlnych,

to taka "podświetlona" nawet 10 tysięcy razy "atmosfera" gwiazdy WR może być zarejestrowana spektroskopowo z odległości 100x większej, czyli około 400 milionów lat świetlnych (strumień fotonów maleje z kwadratem odległości od źródła!).

 

Czyli "flash spectroscopy" to nie jest robiona za pomocą jakichś większych/czulszych/bardziej schłodzonych  teleskopów/spektrografów/kamerCCD itd.itp.!

"Flash spectroscopy" to jest zwykła spektroskopia, ale robiona kilka/kilkanaście godzin po wybuchu supernowej, kiedy jeszcze istniejaca "quasi-atmosfera" gwiazdy WR jest 100-10000x rozjaśniona. :)

Już pisałem o tym, że astronomowie z Obserwatorium Mt. Palomar w Kaliforni stworzyli system przetwarzania danych, który automatycznie w ciągu zaledwie < 40 minut od momentu wykonania zdjęcia CCD wykrywa na zdjęciu potencjalne supernowe. Cały świat astronomiczny jest natychmiast powiadamiany odpowiednim alertem.

 

 

 

cdn. :)

[matti_94]

Na prawdę dobry artykuł, oby więcej takich zawitało na nasze forum :)