Звезда перед смертью извергает массу, равную массе Солнца
Звезда, взрыв которой недавно наблюдался в галактике Вертушка, за последний год своей жизни, по-видимому, потеряла эквивалент Солнца. Это открытие позволяет больше узнать о загадочном конце массивных звезд, превращающихся в сверхновые.
В ночь на 19 мая 2023 года японский астроном-любитель Коити Итагаки проводил регулярный поиск сверхновых с помощью нескольких телескопов, расположенных в трех обсерваториях страны, когда заметил свет SN 2023ixf в галактике Вертушка (Messier 101), находящейся на расстоянии 20 млн световых лет.
Вероятно, это был свет сверхновой. Вскоре это явление стали наблюдать и другие астрономы по всему миру. Скорость при наблюдении таких объектов имеет огромное значение. И не зря: астрономы хотели бы запечатлеть самые последние этапы жизни звезды. К сожалению, слишком часто сверхновые обнаруживаются слишком поздно.
Учитывая относительную близость SN 2023ixf и быстроту идентификации этого события, оно было наиболее подходящим кандидатом для углубленного изучения.
Сверхновая II типа
Астроном Даичи Хирамацу и его сотрудники из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики воспользовались возможностью измерить спектр света сверхновой и определить эволюцию этого света в течение последующих дней и недель. Результаты подтвердили, что это была сверхновая II типа — категория сверхновых, в которых взрывается звезда с массой, более чем в восемь раз превышающей массу Солнца.
Если говорить более конкретно, то можно представить себе эволюционирующую массивную звезду, состоящую из различных слоев, как луковица. Каждый слой состоит из различных элементов, образующихся в результате ядерного горения. Самый внешний слой содержит водород, второй — гелий. Затем следуют углерод, кислород, неон и магний, пока в ядре не окажется кремний.
Мы знаем, что кремний способен вступать в реакции ядерного синтеза с образованием железа. Именно в этот момент ситуация ухудшается. Для синтеза этого элемента требуется больше энергии, чем он может выделить. Ядро выгорает, и звезда, у которой уже нет сил противостоять гравитационному воздействию, разрушается сама на себя, а затем отскакивает и взрывается наружу. В результате образуется сверхновая звезда II типа.
Поздняя волна
В случае SN 2023ixf изучение архивных снимков позволило предположить, что масса звезды в восемь-десять раз превышает массу нашего Солнца. Кроме того, ее спектр был очень красным, что указывало на наличие поблизости большого количества пыли (пыль поглощает самые синие длины волн). Все это казалось достаточно типичным. Однако форма кривой блеска озадачила астрономов.
Обычно сверхновая типа II испытывает то, что астрономы называют «ударной вспышкой» на очень ранних стадиях своей эволюции. Представьте себе взрывную волну, распространяющуюся наружу из недр звезды и проходящую через ее поверхность. Здесь на кривой блеска отсутствовал «выпуклость» от обычной вспышки, возникшей в результате этого толчка, в течение нескольких дней после взрыва звезды. Как это можно объяснить?
По мнению исследователей, позднее начало этого удара является прямым доказательством наличия плотного материала, образовавшегося в результате недавней потери массы. Если говорить конкретнее, то наблюдения показали потерю вещества с массой, эквивалентной массе Солнца. Это событие должно было произойти в последний год перед взрывом.
Выброс этой массы привел к образованию пылевого облака вокруг обреченной звезды. Поэтому ударная волна сверхновой должна была пройти не только через звезду, но и через все это выброшенное вещество, прежде чем стать видимой. В данном случае это заняло несколько дней, что объясняет, почему "извержение" появилось так поздно.
Подробности исследования опубликованы в журнале .