Телескоп James Webb обнаружил скрытую пылью красную сверхгигантскую звезду перед взрывом сверхновой
Космический телескоп James Webb впервые позволил астрономам напрямую идентифицировать звезду-предшественницу сверхновой в сравнительно близкой галактике. Речь идет о событии, произошедшем около 40 миллионов лет назад в галактике NGC 1637, свет от которого достиг Земли лишь летом 2025 года. Взрыв был зафиксирован 29 июня 2025 года автоматическим обзором неба All-Sky Automated Survey for Supernovae и получил обозначение SN 2025pht, быстро привлекшее внимание научного сообщества.
Вместо того чтобы сосредоточиться исключительно на параметрах самой вспышки, группа исследователей поставила перед собой более сложную задачу — найти звезду, которая существовала до взрыва и стала его источником. Для этого ученые обратились к архивным наблюдениям галактики, сделанным до регистрации сверхновой, чтобы попытаться напрямую выявить объект-предшественник.
Ключевую роль в этом поиске сыграли инфракрасные данные телескопа James Webb. В изображениях галактики NGC 1637 была обнаружена одиночная красная сверхгигантская звезда, расположенная точно в той точке, где сейчас наблюдается сверхновая. Это первая опубликованная идентификация звезды-предшественницы сверхновой, выполненная с использованием возможностей телескопа James Webb.
Совместив данные James Webb с архивными наблюдениями космического телескопа Hubble, исследователи смогли подробно охарактеризовать свойства звезды до ее разрушения. Анализ показал, что это была красная сверхгигантская звезда, окруженная исключительно большим количеством пыли. Такое обстоятельство имеет принципиальное значение для понимания финальных стадий эволюции массивных звезд.
Тщательное совмещение изображений Hubble и James Webb позволило обнаружить звезду-предшественницу в данных, полученных в 2024 году с помощью инструментов MIRI и NIRCam. Объект выглядел чрезвычайно красным, что указывает на плотную пылевую оболочку. Пыль эффективно поглощает и рассеивает коротковолновое излучение, прежде всего синий свет, из-за чего звезда становится более тусклой и красной в наблюдениях. По словам авторов работы, это самая «запыленная» красная сверхгигантская звезда из всех, которые когда-либо удавалось наблюдать непосредственно перед взрывом сверхновой.
Полученный результат дает важную подсказку в решении так называемой проблемы «пропавших красных сверхгигантов». Теоретические модели предсказывают, что самые массивные звезды, завершающие жизнь взрывом сверхновой, должны быть и самыми яркими, а значит легко обнаруживаться на допредвзрывных снимках. Однако на практике многие такие предшественники так и не удается надежно идентифицировать. Одно из возможных объяснений заключается в том, что наиболее массивные звезды на последних этапах эволюции интенсивно накапливают пыль, которая экранирует их излучение и делает практически невидимыми в оптическом диапазоне. Наблюдения SN 2025pht демонстрируют экстремальный пример такого пылевого затемнения.
Неожиданной оказалась и химическая природа пыли. Моделирование инфракрасных данных James Webb указывает на то, что пыль вокруг звезды, вероятно, была богата углеродом, тогда как для красных сверхгигантов обычно ожидается преобладание силикатов. Исследователи предполагают, что углерод мог быть вынесен на поверхность звезды незадолго до взрыва в результате внутренних физических процессов. Наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне оказались решающими для различения типов пыли и уточнения химических свойств вещества, выброшенного звездой.
В дальнейшем команда планирует искать другие красные сверхгигантские звезды с аналогичными характеристиками, которые могут взорваться в обозримом будущем. В этом контексте важную роль может сыграть будущий космический телескоп Nancy Grace Roman, который благодаря высокой чувствительности и обзору в инфракрасном диапазоне позволит не только находить такие объекты, но и изучать их переменность на самых последних этапах звездной эволюции.
Результаты исследования в журнале Astrophysical Journal Letters.