Виявлено найбільш екстремальну наднову в космосі - вибух зірки є яскравішим та енергійнішим за будь-який інший
Зоряний вибух яскравіший і енергійніший, ніж будь-який раніше спостерігався
Космічний мегавибух: Астрономи виявили на сьогоднішній день найяскравішу та найенергійнішу наднову у всьому космосі. Як повідомляють дослідники у спеціалізованому журналі "Астрономія природи", їхня радіаційна складова в п'ять разів перевищує загальну енергію вибуху звичайних наднових. Вони підозрюють, що цей надзвичайний вибух спричинений зіткненням ударної хвилі з раніше викинутими газовими оболонками - та надзвичайно масивними зірками-попередниками.
Коли масивні зірки досягають кінця свого життєвого циклу, вони вибухають як наднова. Спочатку вони скидають свої зовнішні газові оболонки, потім їх серцевина руйнується. У рідкісних випадках, які спостерігались лише кілька разів раніше, виникає надсвітна наднова, також відома як гіпернова. Вони можуть блищати яскравіше, ніж зірки всієї галактики разом узятих. Проте поки що астрономи можуть лише здогадуватися, як відбуваються ці екстремальні події.
Більше енергії, ніж коли-небудь раніше
Зараз астрономи навколо Метта Ніколла з Бірмінгемського університету знову спостерігали такий мегавибух. Джерело яскравого випромінювання SN2016aps вперше було виявлено в лютому 2016 року телескопом PanSTARRS. За допомогою інших земних телескопів та космічного телескопа Хаббл з тих пір дослідники змогли стежити за спектральним розвитком цього джерела світла більше двох років та ідентифікувати свою домашню галактику.
Результат: Спектр та часовий розвиток цієї події узгоджуються із спектром надзвичайно яскравої наднової. Але яскравість і більш ніж у п’ять разів 10 51 ерг енергії, що виділяється під час випромінювання, багаторазово перевершують усі відомі гіпернові. "У типовій надновій менше одного відсотка всієї енергії виділяється як випромінювання", - пояснює Ніколл. "Але в SN2016aps одне випромінювання в п'ять разів сильніше енергії вибуху наднової нормального розміру".
Це робить SN2016apps на сьогоднішній день найяскравішою надновою, яку коли-небудь спостерігали, на думку астрономів.
Приголомшливо мала маса галактики-господаря
Однак дивним є те, що зображення телескопа Хаббл показують, що цей зоряний вибух стався далеко від центру далекої галактики, яка навряд чи яскравіша за Малу Магелланову Хмару. Маючи близько 100 мільйонів мас Сонця, вона також значно менш масивна, ніж ця карликова галактика. Це досить незвично для наднових з такою яскравістю.
"Хоча щоночі виявляється багато наднових, більшість з них лежать у масивних галактиках", - пояснює співавтор Пітер Бланшард з Північно-Західного університету. «Цей вибух зірки виділився тим, що здавався посеред нічого. Ми не могли побачити галактику-господаря, доки світло наднової не ослабне ". Зображення показали, що вибух стався в зореутворюючій області цієї галактики.
Зіткнення з викинутою газовою оболонкою?
Але що спричинило цей надзвичайний вибух? Згідно з підрахунками астрономів, у цій надновій, мабуть, вибухнула зоряна речовина від 50 до 100 мас Сонця - і це дає вказівку на можливий механізм. "Перед тим, як закінчитися, зірки з надзвичайно високими масами зазнають сильних пульсацій, під час яких вони викидають гігантські газові оболонки", - пояснює Ніколл.
Коли залишок зірки - наприклад, синій надгігант - вибухає, зовнішня бурхлива ударна хвиля вибуху може наздогнати ці газові оболонки. "Потім це зіткнення вивільняє величезну кількість енергії", - пояснює Ніколл. Астрономи підозрювали, що цей процес, відомий як нестабільність пар, існує вже добрі 50 років, але до цього часу жодних доказів спостережень не було. "Ми вважаємо, що ця наднова може бути найпереконливішим кандидатом для цього процесу на сьогоднішній день - і найбільш масовим", - сказав дослідник.
Звідки береться водень?
Але все-таки є щось незвичне. На додаток до надзвичайно великого виділення енергії, астрономи також спостерігали спектральні сигнатури водню в Supernova SN2016aps. "Але така масивна батьківська зірка повинна була втратити весь свій водень зірковим вітрам задовго до того, як вона почала пульсувати", - говорить Ніколл.
Одним із можливих пояснень могло б бути те, що незадовго до вибуху дві зірки-попередниці, кожна з яких має "лише" близько 60 мас Сонця, злилися. "Ці зірки можуть тримати свій водень трохи довше, тоді як їх загальна маса все ще досить велика, щоб викликати нестабільність пари", - пояснює Ніколл. Якщо це підтвердиться, тоді SN2016aps буде ще рідкішою космічною подією: так звана нестабільність пари пульсацій (PPI).
Її може бути більше
"Детальне моделювання тепер повинно підтвердити, чи SN2016aps є такою надновою PPI або навіть ще менш вірогідним випадком взаємодії наднової пари нестабільності", - пояснюють астрономи. У будь-якому випадку, ця подія демонструє існування надзвичайно високоенергетичних зоряних вибухів у далекому Всесвіті, і це відкриває нові можливості для вивчення цих екстремальних подій.
"Тепер, коли ми знаємо, що відбуваються такі вибухи високої енергії, незабаром ми зможемо пильніше спостерігати за такими подіями за допомогою нового космічного телескопа Джеймса Вебба і шукати більше таких вибухів у далекому Всесвіті", - пояснює співавтор Едо Бергер з Гарвардського університету. . Запуск цього космічного телескопа планується до 2021 року. (Nature Astronomy, 2020; doi: 10.1038/s41550-020-1066-7)