Исследователи из испанского института IAA-CSIC являются авторами опубликованного в журнале Nature исследования о смерти массивных звезд, которое инициирует феномен гиперновой и гамма-всплеска.
Звезда может закончить свою жизнь тихо или и с большим взрывом. Если звезда имеет небольшую массу, она спокойно умрет, но если она будет очень массивой, то может произойти взрыв, яркость которого может затмить всю родительскую галактику.
Ученые из Андалусии более тщательно исследовали процесс смерти самых массивных звезд, во время которого происходит так называемый гамма-всплеск (GRB). Оказалось, что мы можем выделить новый компонент этого события. Это последний элемент, который дополнил ранее известный сценарий, объединяющий феномен гипернума с наблюдениями GRB.
Что же такое взрыв гиперновой? Первый взрыв такого рода был замечен в 1998 года. Тогда он считался очень мощнойвспышкой сверхновой, после чего дополнительно появлялось гамма-свечение. Также считалось, что это явление связано со взрывом звезды с начальной массой, в 25 раз превышающей массу Солнца. Когда все ядерное топливо истощается в ее центре, звезда разрушается под действием собственной гравитации, и тогда ядро ее превращается в нейтронную звезду или (с большей начальной массой) в черную дыру. В тот же момент или вскоре после этого два противоположенных плазменных струи запускаются от звезды. Эти струи проникают через внешние слои звезды и, покидая ее, обнаруживаются в виде гамма-излучение на Земли (это вспышки GRB, которые мы наблюдаем). Наконец, внешние слои звезды отбрасываются,
Хотя мы знали об этом процессе более двадцати лет, были еще вопросы и сомнения. Почему не были обнаружены гамма-всплески от некоторых из известных сверхмощных взрывов? Как именно вышеупомянутые звездные струи распространяются? Новая работа многое объясняет в этом отношении, представляя два разных типа гиперновых. Оказывается, вокруг их струй появляется горячий кокон, который также проходит через отдельные слои звезды. Затем струя передает значительную часть своей энергии в такой кокон, и, если ей удается достичь поверхности звезды, она начинает излучение в диапазоне гамма-волн. Однако это условие не всегда выполняется, поэтому бывает, что струя ослаблена и в результате гамма-излучение не появляется - тогда мы наблюдаем «обычную» вспышку гиперновой без GRB-вспышки.
Именно кокон, обнаруженный в описанном исследовании, является недостающим фрагментом головоломки. Это наблюдалось в случае гиперновой и связанной с ней гамма-вспышки GRM 171205A произошедшей 5 декабря 2017 года. Гиперновая вспыхнула в галактике, удаленной от Земли на 500 миллионов световых лет. Это происходит примерно раз в 10 лет, поэтому ученые сразу же начали интенсивную кампанию по наблюдению за объектом с участием Большого Канарского телескопа (Grand Telescope of Canaryas, GTC) на острове Ла-Пальма.
Яркость обнаруженной струи оказалась довольно слабой, но можно было заметить ее весьма необычную часть. Она показал беспрецедентную скорость расширения и необычный химический состав. Это был кокон, который никогда не видели прежде. Наблюдаемый в первые дни после взрыва звезды, кокон, казалось, вытаскивал материал из звезды. Через несколько дней этот компонент исчез, и гиперновая с тех пор эволюционировала так, как это было известно давно.
Общая энергия, испускаемая коконом в течение первых трех недель после вспышки GRB, была больше, чем энергия самой GRB. Это означает, что струя отдала часть своей энергии кокону. Энергия GRB, испускаемая в таких случаях, зависит от взаимодействия между струей, окружающим звездным материалом и вновь обнаруженным компонентом.
