Расчеты ученых показали, что сильно намагниченные, быстро вращающиеся нейтронные звезды, называемые магнетарами, могут объяснить источник энергии двух чрезвычайно необычных звездных взрывов.
Звездные взрывы, известные как сверхновые звезды, обычно сияют в миллиард раз ярче Солнца. Сверхяркие сверхновые (SLSNe) - относительно новый и редкий класс звездных взрывов, в 10-100 раз ярче обычных сверхновых. Но источник энергии их сверхсветимости и механизмы взрыва остаются загадкой и остаются спорными среди ученых.
Группа исследователей во главе с Мелиной Берстен, исследователем Института астрофизики Ла-Платы и аффилированным членом IPMU Кавли, в которую вошел главный исследователь IPMU Кавли Кеничи Номото, проверила модель, которая предполагает, что энергия для питания светимость двух недавно открытых SLSNe, SN 2011kl и ASASSN-15lh, в основном обусловлена потерей энергии вращения только что родившимся магнитаром. Они проанализировали две недавно открытые сверхъяркие сверхновые: SN 2011kl и ASASSN-15lh.
"Эти сверхновые можно найти в очень далекой Вселенной, что, возможно, информирует нас о свойствах первых звезд во Вселенной", - сказал Номото.
Интересно, что оба взрыва оказались крайними случаями SLSNe. Во-первых, SN 2011kl была открыта в 2011 году и является первой сверхновой, у которой произошел сверхдлинный гамма-всплеск, который длился несколько часов, тогда как типичные длительные гамма-всплески затухают за считанные минуты. Второй, ASASSN-15lh, был обнаружен в 2015 году и, возможно, является самым ярким и мощным взрывом из когда-либо наблюдавшихся, более чем в 500 раз ярче обычных сверхновых. Более месяца его светимость была в 20 раз ярче всей галактики Млечный Путь.
Команда провела численные гидродинамические расчеты, чтобы изучить гипотезу магнетара, и обнаружила, что оба SLSNe могут быть поняты в рамках сверхновых, питаемых магнитарами (см. изображение 1). В частности, для ASASSN-15lh удалось найти источник-магнетар с физически допустимыми свойствами напряженности магнитного поля и периода вращения. Решение позволило избежать запретной области спинов нейтрозвезд, которые могли бы привести к распаду объекта из-за центробежных сил.
«Эти две сверхяркие сверхновые стали проверкой наших знаний о звездных взрывах», - сказал Берстен.
Чтобы подтвердить расчеты команды, необходимо будет провести дальнейшие наблюдения, когда ожидается, что материал, выброшенный сверхновой, станет тонким. Для этого потребуются самые мощные телескопы, в том числе космический телескоп Хаббла. Если они верны, эти наблюдения позволят ученым исследовать внутреннюю часть взрывающегося объекта и дать новое представление о его происхождении и эволюции звезд во Вселенной.
Статья группы была опубликована в The Astrophysical Journal Letters в январе.