Астрономы нашли редчайшего представителя сверхновых первого типа
23 августа 2012 года
Астрофизики выяснили, что сверхновая PTF 11kx, вспыхнувшая в созвездии Рыси в январе 2011 года, относится к редчайшему подвиду сверхновых типа Ia, возникших при взрыве системы из белого карлика и красного гиганта, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
Так называемые сверхновые типа Ia возникают из белых карликов - старых "выгоревших" звезд небольшой массы, лишенных собственных источников энергии. Они вспыхивают в двойных звездных системах, состоящих из двух белых карликов или белого карлика и красного гиганта. В первом случае сверхновая взрывается при слиянии карликов, а во втором - в результате накопления материи гиганта на поверхности меньшего светила.
"МАЯКИ ВСЕЛЕННОЙ"
Сверхновые первого типа взрываются с примерно одинаковой яркостью из-за физических процессов, управляющих их развитием. Это свойство Сол Перлмуттер, Адам Райсс и Брайан Шмидт использовали для демонстрации ускоряющегося расширения Вселенной, за что они получили Нобелевскую премию 2011 года по физике. Новые наблюдения подтвердили те теории, которые нобелевские лауреаты предложили для объяснения механизма их возникновения.
Группа астрономов под руководством Дови Познански (Dovi Poznanski) из университета штата Калифорния в Беркли (США) следила за ночным небом в поиске "свежих" сверхновых на протяжении всего прошлого года.
В декабре 2011 года они совершили невероятное открытие - им удалось проследить за слиянием двух белых карликов и последующим формированием сверхновой первого типа SN 2011fe в галактике Вертушка. Это поставило реалистичность второго сценария - взрыва системы из карлика и красного гиганта - под сомнение из-за отсутствия вещественных доказательств.
Познански и его коллеги восстановили пошатнувшийся авторитет этой гипотезы, изучив сверхновую PTF 11kx в созвездии Рыси, удаленной от нас на 600 миллионов световых лет.
Данная сверхновая была обнаружена 16 января 2011 года автоматическим телескопом Самуэля Ошина на горе Паломар в штате Калифорния. Как отмечают ученые, астрономы, работавшие в это время с телескопом Кека на Гавайских островах, уступили им свое время наблюдений - настолько важным было это открытие.
Авторы статьи наблюдали за PTF 11kx в течение двух месяцев, наблюдая за изменениями в спектре постепенно гаснущего облака раскаленного газа. По словам астрофизиков, эта вспышка с самого начала показалась им необычной - сверхновую окружал "ореол" из горячей материи, выброшенной из погибшей звездной системы задолго до начала взрыва.
ОДИН ИЗ ТЫСЯЧИ
Подобные "кольца дыма" возникают в окрестностях "повторных новых" - систем из красного гиганта и белого карлика. В такой системе белый карлик "ворует" материю у своего крупного соседа, накапливая ее на своей поверхности. При достижении критической точки эта материя взрывается в ходе термоядерной реакции, в результате чего светимость системы повышается в тысячи и миллионы раз.
Взрыв новой приводит к сбросу легкой водородной оболочки с поверхности белого карлика и появлению характерного "нимба" вокруг звездной системы, состоящего из раскаленных облаков водорода, гелия и продуктов термоядерных реакций. Затем этот процесс повторяется и новая вспыхивает повторно через несколько десятков или сотен лет.
Как правило, на такой взрыв уходит вся материя, украденная у красного гиганта, и часть массы самого белого карлика. Поэтому ученые считали, что формирование сверхновой первого типа в таких системах было невозможным - белый карлик просто не может достичь нужной массы, не потеряв ее при очередной вспышке новой.
Тем не менее, пример PTF 11kx показал, что на самом деле такие события происходят в реальности. По всей видимости, астрономам придется пересмотреть эту часть теории эволюции звезд и звездных систем. С другой стороны, подобный пробел в научных знаниях легко объяснить - по расчетам Познански и его коллег, на каждую тысячу "обычных" сверхновых типа Ia с двумя прародителями-белыми карликами приходится лишь один объект, аналогичный PTF 11kx.
"Для нас стало абсолютно неожиданным открытие того, что сверхновые первого типа, похожие друг на друга как близнецы, возникают при уничтожении разных типов звезд. Представьте себе, что мы откроем, что половина людей эволюционировала от обезьяноподобных существа, а остальные являются потомками жирафов. Как они могут быть одинаковыми, если они произошли из столь разных источников?", - заключает Энди Хоуэлл (Andy Howell) из университета штата Калифорния в Санта-Барбаре (США).