Наднова, відома як 2014C, сталася вісім років тому, але вчені все ще спостерігають за її наслідками та вчаться. Дуже слабо помітний вибух показаний обведеним червоним кольором. Авторство: Sloan Digital Sky Survey
Дослідження, в якому вчені з Чиказького університету аналізують наслідки наднової 2014 року.
Міжнародна група астрономів знайшла нові підказки про таємничий зоряний вибух, який був відкритий вісім років тому, але продовжує розвиватися, навіть поки вчені спостерігають.
Результати допомагають астрономам краще зрозуміти процес того, як масивні зірки — гіганти, набагато більші, ніж наше власне Сонце — живуть і вмирають.
Дослідження було опубліковане в Астрофізичний журнал групою на чолі з Техаським університетом в Остіні (UT Austin) і в тому числі вченими з Чиказький університет.
Життя 2014C
У 2014 році астрономи помітили раптову яскраву пляму на небі — вірну ознаку того, що зірка вибухнула в космосі.
Коли зірка, що вибухає, вперше виявлена, астрономи всього світу намагаються стежити за нею за допомогою телескопів, оскільки світло, яке вона видає, швидко змінюється з часом. Спостерігаючи за його еволюцією, використовуючи телескопи, які можуть бачити видиме світло, а також рентгенівські промені, радіохвилі та інфрачервоне світло, вчені можуть вивести фізичні характеристики системи.
Ця схема показує різні викиди і вітри (червоний і фіолетовий), які видає зірка, що вибухає (ліворуч, жовтий). Диск із загальною оболонкою (синій) оточує обидві зірки, одна з яких вибухає як наднова та її подвійний партнер (не показано). Прикордонний шар навколо диска із загальною оболонкою є джерелом водню, який виявила команда. Авторство і права: B. Thomas et al./UT Austin
Роблячи це багато разів, астрономи визначали ознаки та згрупували ці зірки, що вибухають, у категорії. 2014C, як назвали цю подію, виглядав так, як називається надновою Ib типу. Це те, що відбувається, коли вмирають найбільші відомі зірки у Всесвіті.
Насправді, вчені вважають, що 2014C, ймовірно, спочатку був не однією, а двома зірками, які обертаються одна навколо одної, одна більша за іншу. Більш масивна зірка розвивалася швидше, розширювалася, і її зовнішній шар водню був висмоктаний. Коли в ньому врешті закінчилося паливо, його ядро впало, викликавши гігантський вибух.
Дослідження, проф. Вікрам Дваркадас
Однак спостереження протягом перших 500 днів після вибуху показали, що він випромінює більше Рентгенівські промені з плином часу, що було незвичайним і спостерігалося лише в невеликій кількості наднових. «Це припускало, що ударна хвиля взаємодіяла з щільним матеріалом», — сказав Вікрам Дваркадас, професор астрономії та астрофізики Чиказького університету.
Група взялася зібрати всі дані про 2014 C, включаючи нові дані, отримані ними, а також дослідження за останні вісім років, і вписати їх у цілісну картину того, що сталося із зіркою.
Рентгенівське випромінювання, інфрачервоне світло та радіохвилі демонстрували характерну картину збільшення, а потім зменшення. Тим часом оптичне світло, виміряне телескопом Хобі-Еберлі UT Austin, здавалося, залишалося постійним. Радіосигнал показав, що ударна хвиля розширюється з дуже високою швидкістю, тоді як оптичне світло вказувало на набагато меншу швидкість.
Дослідники припустили, що дивна поведінка пов’язана з щільною хмарою водню навколо двох зірок, яка залишилася від ранніх років їхнього життя.
Коли зірка вибухнула, вона викликала ударну хвилю, яка рухалася зі швидкістю приблизно 67 мільйонів миль на годину в усіх напрямках. Коли ударна хвиля досягає цієї хмари, її поведінка буде залежати від форми хмари.
Ці наднові стаються, коли гинуть найбільші відомі зірки у Всесвіті.
У найпростішій моделі ця хмара буде вважатися сферичною та симетричною. Однак, якби хмара утворила «пончик» навколо двох зірок, тобто товщі навколо середини, більш товста частина кільця сповільнила б ударну хвилю, відображаючись в оптичному світлі як матеріал, що повільніше рухається. Тим часом у більш тонких областях ударна хвиля кидається вперед, як це видно на радіохвилях. «Подумайте, як вода вдаряється об камінь у центрі річки», — сказав Дваркадас.
Питання залишаються, кажуть вчені, але ця нерівномірність може пояснити різну швидкість ударної хвилі, яку вказують різні довжини хвилі.
Дослідження дало цінні підказки щодо еволюції цих зірок і маси, втраченої від цих систем, а також у більш широкому сенсі щодо життя і смерті цих відносно загадкових зірок, сказали вчені.
«У широкому сенсі питання про те, наскільки масивні зірки втрачають свою масу, є великим науковим питанням, яке ми розглядали», — сказав професор UT Austin і член команди Дж. Крейг Вілер. «Скільки маса? Де це? Коли його викинули? За допомогою якого фізичного процесу? Це були макрозапитання, які ми шукали.
«І 2014C щойно виявився дуже важливою окремою подією, яка ілюструє цей процес».
Додаткову інформацію про це дослідження див. у статті «Надзвичайна наднова розкриває секрети астрономам».
Довідка: «Сім років SN 2014C: багатохвильовий синтез надзвичайної наднової» Бенджамін П. Томас, Дж. Крейг Вілер, Вікрам В. Дваркадас, Крістофер Стокдейл, Йожеф Вінко, Девід Пулі, Єронг Сю та Грег Зей. Філіп МакКвін, 4 травня 2022 р., Астрофізичний журнал.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac5fa6
arXiv: 2203.12747
Дослідження проводив Бенджамін Томас з Техаського університету в Остіні. Іншим дослідником з Університету Чикаго був Єронг Сю, SM'20, тепер з Університету Палермо в Італії. Повний список співробітників і телескопів див.
Фінансування: Національний науковий фонд США, Міністерство енергетики США, NASA, обсерваторія Чандра, Угорське національне бюро досліджень, розробок та інновацій.
