За мгновения до своей гибели массивная звезда раскрыла внутренние слои, что позволило астрономам впервые заглянуть в ее глубины. Результаты исследования, опубликованного в журнале Nature, указывают на возможное существование нового типа сверхновых — таких, где звезда сбрасывает оболочки почти до самого ядра перед взрывом.
Объект под обозначением 2021yfj был обнаружен в сентябре 2021 года в Паломарской обсерватории (США) на расстоянии около 2,2 млрд световых лет. Его необычное поведение привлекло внимание астрофизика Стива Шульце из Северо-Западного университета. Чтобы разобраться в происходящем, ученые использовали телескопы обсерватории имени Кека на Гавайях и начали анализ спектра излучения.
«На следующее утро мне в почтовый ящик пришло электронное письмо со спектром, — вспоминает Шульце. — Нам стало совершенно ясно, что мы никогда раньше такого не видели».
Спектр показал неожиданные элементы для ученых, такие как кремний, серу и аргон. Обычно сверхновые демонстрируют следы более легких веществ — водорода, гелия, углерода или кислорода. Кремний и сера образуются только в глубоких слоях массивных звезд, где давление и температура приводят к слиянию атомов в «луковичных оболочках» все более тяжелых элементов. Их появление означало, что внешние слои звезды были сброшены и обнажены внутренние.
По расчетам, масса звезды 2021yfj после потери внешнего водородного слоя составляла около 60 солнечных. Ученые полагают, что за тысячи лет до взрыва звезда теряла оболочки в результате нестабильности. Внутренние фотоны (частицы света) не удерживали ее равновесие, что приводило к сжатию и новым выбросам вещества.
«Таким образом, звезда может разорваться на части, так что в конечном итоге она оголяется до кислородно-кремниевого слоя, и даже выбрасывает часть этого материала», — поясняет Шульце.
При финальном взрыве эта материя столкнулась с ранее выброшенными оболочками, что и вызвало особенно яркое свечение, зафиксированное телескопами.
Астрономы подчеркивают, что подобное явление ранее не наблюдалось. Звезда 2021yfj оказалась «раздетой» до невиданной глубины, что может означать существование нового класса сверхновых. Но для уверенности нужны новые наблюдения.
«Нам нужно обнаружить больше объектов, — говорит Шульце, — чтобы лучше понять, какие физические процессы здесь задействованы».
Астрономы отмечают, что это открытие важно не только для астрофизики, но и для понимания того, как массивные звезды завершают свой жизненный цикл и какие элементы они рассеивают во Вселенную. Именно такие взрывы в далеком прошлом обогатили космос веществами, из которых позже сформировались планеты и жизнь.
130-летняя эволюция красиво умирающей звезды пошла не так, как от нее ожидали
Звезда, поглотившая черную дыру, создала аномальную сверхновую в дальнем космосе
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram