Новый тип сверхновой звезды обнаружили астрономы
Технологии29 июня 2021

Новый тип сверхновой звезды обнаружили астрономы

Астрономы открыли новый тип сверхновой или звездного взрыва, и это открывает новое окно в бурный жизненный цикл звезд. Новое исследование, посвященное сверхновой 2018zd, подтверждает предсказание, сделанное астрономом Токийского университета Кеничи Номото более 40 лет назад.

Астроном-любитель Коичи Итагаки из Японии наблюдал сверхновую 2018zd в марте 2018 года, что побудило астрономов использовать телескопы для ее изучения примерно через три часа после того, как она произошла. Сверхновая произошла примерно в 31 миллионе световых лет от Земли, а архивные изображения с космических телескопов Хаббл и Спитцер позволили ученым увидеть слабую звезду до взрыва. Это был первый раз, когда астрономы смогли увидеть такую звезду до и после взрыва сверхновой.

Основная опора, которая не дает звездам коллапсировать под тяжестью собственной гравитации, - это энергия их ядра.

Обычно сверхновые бывают двух видов. Во время сверхновой с коллапсом ядра массивная звезда (масса которой более чем в 10 раз превышает массу нашего Солнца) истощает свое топливо, и ядро ​​звезды превращается в черную дыру или плотный остаток, называемый нейтронной звездой. Другой тип, называемый термоядерной сверхновой, возникает, когда остаток маломассивной звезды, называемый белым карликом - обычно менее чем в восемь раз массой нашего Солнца - взрывается после втягивания вещества из звезды-компаньона в себя.

Но что происходит со звездой с массой от восьми до 10 солнечных, такой как звезда, участвующая в сверхновой 2018zd? Взрываются они немного иначе.

Этот третий, ранее не наблюдаемый тип называется сверхновой с захватом электронов - и первоначально он был описан Номото в 1980 году. Когда ядро ​​звезды теряет топливо, гравитационные силы толкают электроны ядра и сливают их с атомными ядрами. Это внезапное падение электронного давления вызывает коллапс, и звезда прогибается под собственным весом. Остается плотная нейтронная звезда, масса которой немного больше, чем у нашего Солнца.

«Один из главных вопросов в астрономии - это сравнить, как звезды развиваются и как они умирают», - сказал Стефано Валенти, соавтор исследования и профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Дэвисе.

Даичи Хирамацу, аспирант Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и обсерватории Лас-Кумбрес, возглавляла группу наблюдателей, которая собирала данные о сверхновой 2018zd в течение двух лет после ее первого наблюдения. Чем больше данных они собрали, тем больше исследователи понимали, что это может быть первый пример сверхновой с захватом электронов.

Теория Номото об этих сверхновых предполагает, что они несут необычную химическую подпись после возникновения, которую исследователи наблюдали в данных 2018zd. Он также соответствовал другим пяти критериям теории Номото, необходимым для предполагаемого типа сверхновой. К ним относятся сильная потеря массы до появления сверхновой, слабый взрыв, небольшая радиоактивность, ядро, богатое такими элементами, как кислород, неон и магний, и звезда типа Супер-асимптотическая гигантская ветвь. Эти редкие звезды SAGB представляют собой раздутые старые красные звезды-гиганты.

«Мы начали с вопроса:« Что это за чудак? » Затем мы изучили все аспекты SN 2018zd и поняли, что все они могут быть объяснены в сценарии электронного захвата », - сказал Хирамацу.

Поскольку эти звезды существуют в ограниченном диапазоне масс, они недостаточно легкие, чтобы предотвратить коллапс их ядер, но они также недостаточно тяжелы, чтобы создавать продлевающие жизнь более тяжелые элементы, такие как железо.

"Это самый известный случай этой интересной категории сверхновых, которая находится между диапазоном масс взрывающегося белого карлика и железным ядром массивной звезды, которая коллапсирует, а затем отскакивает и приводит к взрыву, так называемому ядру- коллапс сверхновых ", - сказал Алекс Филиппенко, профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли. «Это исследование значительно расширяет наше понимание заключительных стадий звездной эволюции».

Филиппенко сказал, что тот факт, что исследователи имели доступ к изображениям Хаббла, на которых видна звезда до и после взрыва, помог им подтвердить тип произошедшей сверхновой.

И этот тип сверхновой, вероятно, ответственен за туманность, которая осветила небо почти тысячу лет назад, по мнению исследователей.

Создание Крабовидной туманности

В 1054 году в нашей галактике Млечный Путь произошла сверхновая, которая была настолько яркой, что ее можно было наблюдать в небе днем ​​по всему миру в течение 23 дней - и она оставалась видимой в ночном небе почти два года.

Результатом этой сверхновой стала знаменитая Крабовидная туманность, вызывающая восхищение астрономов на протяжении многих лет, которая, как они теперь считают, в результате нового исследования, была создана сверхновой с захватом электронов.

Хотя Крабовидная туманность долгое время считалась самым известным примером сверхновой с захватом электронов, если она существовала, то были некоторые сомнения, потому что это событие произошло так давно.

Яркость сверхновой, вероятно, была увеличена из-за того, что материал, выброшенный взрывом, столкнулся с материалом, ранее выпущенным из звезды - что также было засвидетельствовано во время сверхновой 2018zd.

«Я очень рад, что наконец была открыта сверхновая, захватывающая электроны, которую мы с коллегами предсказывали, что она существует и связана с Крабовидной туманностью 40 лет назад», - говорится в заявлении Номото. «Я очень ценю огромные усилия, затраченные на получение этих наблюдений. Это замечательный случай сочетания наблюдений и теории».

«Это был такой« момент Эврики »для всех нас, что мы можем внести свой вклад в закрытие теоретического цикла 40-летней давности, и для меня лично, потому что моя карьера в астрономии началась, когда я посмотрел потрясающие изображения Вселенной в школьная библиотека, одной из которых была знаменитая Крабовидная туманность, снятая космическим телескопом Хаббла, - добавил Хирамацу.

Астрономы продолжат поиски, чтобы увидеть, смогут ли они найти больше примеров сверхновых с захватом электронов.

«Термин Розеттский камень слишком часто используется в качестве аналогии, когда мы находим новый астрофизический объект, но в данном случае я думаю, что он уместен», - сказал Эндрю Хауэлл, научный сотрудник обсерватории Лас-Камбрес и дополнительный преподаватель Калифорнийского университета.

«Эта сверхновая звезда буквально помогает нам расшифровывать записи тысячелетней давности из культур со всего мира», - сказал Хауэлл, который также принимал участие в исследовании.

Написать комментарий