Röda superjättar är en klass av stjärnor som slutar sina liv i supernovaexplosioner. Deras livscykler är inte helt förstådda, delvis på grund av svårigheter att mäta deras temperaturer. För första gången, astronomer har utvecklat en noggrann metod för att bestämma yttemperaturerna hos röda superjättar.

Stjärnor finns i ett brett utbud av storlekar, massor och kompositioner. Vår sol anses vara ett relativt litet exemplar, speciellt när man jämför med något som Betelgeuse, en röd superjätte. Röda superjättar är stjärnor över nio gånger solens massa, och all denna massa betyder att när de dör, de gör det med extrem grymhet i en enorm explosion känd som en supernova, särskilt, vad som kallas en typ II supernova.

Supernovor av typ II frös kosmos med element som är nödvändiga för livet; därför, forskare vill veta mer om dem. För närvarande, det finns inget sätt att förutsäga supernovaexplosioner. En bit i detta pussel ligger i att förstå naturen hos de röda superjättarna som föregår supernovor.

Trots att röda superjättar är extremt ljusa och synliga på stora avstånd, det är svårt att fastställa viktiga egenskaper hos dem, inklusive deras temperaturer. Detta beror på de komplicerade strukturerna i deras övre atmosfärer, vilket leder till inkonsekvenser av temperaturmätningar som kan fungera med andra typer av stjärnor.

"För att mäta temperaturen på röda superjättar, vi behövde hitta en synlig, eller spektral, egendom som inte påverkades av deras komplexa övre atmosfärer, " sa doktoranden Daisuke Taniguchi från Institutionen för astronomi vid University of Tokyo. "Kemiska signaturer som kallas absorptionslinjer var de idealiska kandidaterna, men det fanns ingen enskild linje som avslöjade temperaturen ensam. Dock, genom att titta på förhållandet mellan två olika men relaterade linjer - de av järn - fann vi att förhållandet i sig var relaterat till temperaturen. Och det gjorde det på ett konsekvent och förutsägbart sätt."

Taniguchi och hans team observerade kandidatstjärnor med ett instrument som heter WINERED, som fästs på teleskop för att mäta spektrala egenskaper hos avlägsna objekt. De mätte järnabsorptionslinjerna och beräknade förhållandena för att uppskatta stjärnornas respektive temperaturer. Genom att kombinera dessa temperaturer med noggranna avståndsmätningar som erhållits av Europeiska rymdorganisationens Gaia rymdobservatorium, forskarna beräknade stjärnornas ljusstyrka, eller makt, och fann att deras resultat överensstämde med teorin.

"Vi har fortfarande mycket att lära om supernovor och relaterade objekt och fenomen, men jag tror att den här forskningen kommer att hjälpa astronomer att fylla i några av tomrummen, " sade Taniguchi. "Den gigantiska stjärnan Betelgeuse (på Orions axel) skulle kunna bli supernova under våra liv; under 2019 och 2020, det bleknade oväntat. Det skulle vara fascinerande om vi kunde förutsäga om och när det kan bli supernova. Jag hoppas att vår nya teknik bidrar till denna strävan och mer."