Его предсмертные вздохи могут показать, что заставляет звезды гаснуть с треском
Художественная иллюстрация сверхновой звезды SN 2013fs, расположенной в соседней галактике. Офер Ярон
Поговорим о том, чтобы выйти на ура. Звезды примерно в 10 раз массивнее Солнца, как правило, умирают в результате колоссальных взрывов, называемых сверхновыми.
Ученые не уверены, почему и как эти звезды взрываются ближе к концу своей жизни, но недавние наблюдения шестичасовой сверхновой - самой молодой из когда-либо наблюдаемых - проливают свет на последние моменты жизни звезды. Результаты были опубликованы в понедельник в журнале Nature Physics.
Новинка
Звезды по сути являются термоядерными реакторами. Молодые звезды объединяют водород в более тяжелые элементы, такие как гелий, в своих ядрах. По мере старения звезды в результате синтеза образуются все более и более тяжелые элементы, пока не образуется железное ядро. По мере того, как у звезды заканчивается водородное топливо, а ее ядро становится все тяжелее и тяжелее, она схлопывается сама по себе, вызывая так называемую сверхновую типа II.
Но что именно происходит в эти последние мгновения, остается загадкой, потому что звезды в предсмертной агонии - редкое зрелище. «Статистически весьма вероятно, что в настоящее время в нашей Галактике не существует ни одной звезды, находящейся в пределах 1 2023 от взрыва», - пишет астрофизик Норберт Лангер в комментарии о новых наблюдениях сверхновых.
Ученые обнаружили, что в некоторых редких типах сверхновых звезда извергает газообразный материал в свои внешние слои перед коллапсом. Но неясно, является ли этот процесс нормальным для более распространенных типов сверхновых. К тому времени, когда ученые обычно обнаруживают взорвавшуюся звезду, сверхновой уже несколько дней, и к тому времени взрыв сметает внешнюю оболочку материала и все содержащиеся в ней подсказки.
Рождение сверхновой
6 октября 2013 года автоматический обзор неба на калифорнийской Intermediate Palomar Transient Factory (iPTF) обнаружил SN 2013fs, расположенную на расстоянии 160 миллионов световых лет в соседней галактике, всего через три часа после взрыва. Через несколько часов после первого обнаружения ученые из других обсерваторий ухватились за редкую возможность изучить новорожденную сверхновую, направив свои телескопы на взорвавшуюся звезду, чтобы измерить ее излучение.
Их наблюдения показали, что звезда была красным сверхгигантом, и что сверхновая типа II взорвалась наружу с максимальной скоростью около 224 000 миль в час.
Они также обнаружили, что перед взрывом звезда была окружена диском материала, который она выбросила в год, предшествовавший ее огненной гибели. Результаты подтверждают, что сверхновые типа II - самый распространенный тип сверхновых, составляющий около 50 процентов всех взрывающихся звезд - перед взрывом образуют газовые оболочки..
«Звезда как будто «знает», что ее жизнь скоро закончится, и выдыхает материал с повышенной скоростью во время последних вдохов», - говорит Офер Ярон, соавтор исследования и астрофизик из Научного института Вейцмана. в Израиле.
По мере того как из звезды вырывались ударные волны, они ионизировали вещество в газовой оболочке, позволяя приборам на Земле увидеть, что окружает красный сверхгигант. По словам Ярона, спектры выявили кислород VI в содержимом, сильно ионизированное состояние кислорода, которое ранее не обнаруживалось в спектрах сверхновых. «Это потому, что мы поймали это событие, когда были очень молодыми и горячими».
Исследователи считают, что в свои последние дни звезда извергла много материала, быстро теряя массу до коллапса ядра. Они подозревают, что этот выброс массы может дестабилизировать звезду, что приведет к коллапсу ядра и возникновению сверхновой. Это означало бы, что структура взрывающейся звезды отличается от того, что физики предполагали раньше. Однако они все еще пытаются объяснить, почему звезда потеряла так много массы в последние дни и годы своей жизни.
Телескопы будущего могут помочь. Zwicky Transient Factory, который заменит iPTF в конце этого года, сможет исследовать примерно в 10 раз больше участков ночного неба, чем его предшественник. А космический телескоп ULTRASAT, предложенный Институтом Вейцмана и Калифорнийским технологическим институтом, нацелен на обнаружение первых УФ-сигналов сверхновой, улавливая их через несколько минут после взрыва. Если миссия получит поддержку, она «откроет совершенно новую фазу исследования и изучения [сверхновых]», - говорит Ярон.