Американские астрономы стали свидетелями совершенного нового типа взрыва сверхновой. Необычный спектр позволил выявить слоистую структуру взорвавшейся звезды, похожую на лук, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
7 сентября 2021 года астроном Стив Шульц из Северо-Западного университета США и его коллеги, анализируя данные с широкоугольной камеры Zwicky Transient Facility (ZTF) в Паломарской обсерватории, обратили внимание на чрезвычайно яркий, ранее не известный объект —вспышку сверхновой в области звездообразования, находящейся в 2,2 млрд световых лет от Солнца.
С помощью наблюдений обсерватории Кека на Гавайях был получен спектр объекта, его удалось снимать на протяжении 120 суток, пока объект не перестал быть различим на фоне света его собственной галактики. Анализ показал, что ученые открыли совершенно новый тип сверхновой, которая спектральными характеристиками не напоминала ранее известные вспышки. Вместо привычных линий легких элементов — гелия, углерода, азота, и кислорода, в спектре доминировали линии более тяжелых элементов — кремния, серы и аргона.
W.M. Keck Observatory / Adam Makarenko
«Мы увидели прекрасную вспышку»
Из теории звездной эволюции ученым известно, что массивные звезды на заключительных этапах жизни синтезируют эти элементы из более легких в своих внутренних слоях. Предполагается, что подобные звезды имеют слоистую структуру, напоминающую лук — более легкие элементы составляют внешние слои, более тяжелые — внутренние. Открытие сверхновой, которой дали название SN2021yfj, указало на то, что перед тем, как взорваться, эта звезда по какой-то причине сбросила своих внешние слои, обнажив внутренние, богатые кремнием и серой.
«Эта звезда сбросила большую часть вещества, наработанного на протяжении своей жизни, — объяснил Шульц. — И мы смогли увидеть лишь вещество, синтезированное за месяцы перед ее взрывом».
Какой процесс стал причиной сброса звездой внешних оболочек накануне взрыва, до конца не понятно, но астрономы выдвинули наиболее вероятное объяснение — звезда сама разорвала себя перед вспышкой.
По мере того, как массивное ядро сжималось под действием собственной гравитации, оно становилось горячее и плотнее. Это зажигало столь мощные термоядерные реакции, что исходящее из центра звезды излучение заставило сбросить внешние слои. Причем, по-видимому, это случалось не раз — каждый раз, проходя через такой период нестабильности, звезда сбрасывала новые оболочки.
«В один из последних сбросов оболочка столкнулась с предыдущей оболочкой, что произвело прекрасную вспышку, которую мы увидели, как SN2021yfj», — отметил Шульц.
«У нас есть теория, как природа создала такой интересный взрыв, — говорит соавтор работы Адам Миллер. — Я не положу жизнь за то, что это верно, поскольку мы видели лишь один такой пример. Но эта звезда действительно подтверждает необходимость дальнейшего обнаружения таких редких сверхновых для лучшего понимания их природы и того, как они образуются».
Павел Котляр