4.7K
«Мы сделаны из звездной пыли», – однажды сказал астроном Карл Саган. Ядерные реакции, происходящие в древних звездах, генерировали большое количество вещества, из которого сделаны наши тела, планета и Солнечная система. Когда звезды взрываются, становясь сверхновыми, вновь образованные элементы разлетаются и распространяются по Вселенной.
Одна из таких умерших звезд стала сложной задачей для астрономов, изучающих процесс распространения элементов. Сверхновая SN 2014C резко изменилась внешне в течение года, видимо, из-за того, что сбросила большое количество вещества в конце своей жизни. Это не вписывается в любую из признанных моделей, описывающих звездный взрыв. Чтобы объяснить несоответствие, ученые должны пересмотреть сложившиеся представления о том, как массивные звезды проживают последние «дни» перед взрывом.
«Загадочная сверхновая-хамелеон может представлять собой новый механизм поставки массивными звездами элементов, созданных в их ядрах», – сказала автор исследования Рафаэлла Маргутти, доцент кафедры физики и астрономии из Северо-Западного университета (США).
Таинственная сверхновая
Астрономы классифицируют взрывающиеся звезды в зависимости от наличия или отсутствия в них водорода. В то время как звезды начинают сплавлять водород в гелий, крупные звезды, приближающиеся к взрыву сверхновой, исчерпывают его запасы. Сверхновые, в которых очень мало водорода, классифицируются как «Тип I», а более редкие, сохранившие его запасы в большом количестве, как «Тип II».
Но SN 2014C, обнаруженная в 2014 году в спиральной галактике NGC 7331 на расстоянии около 36 – 46 миллионов световых лет от нас, изменчива. Изучив ее в оптическом диапазоне с разных наземных телескопов астрономы пришли к выводу, что она перешла из «Типа I» в «Тип II». Начальные наблюдения не обнаружили водород, но, примерно через год, было понятно, что ударная волна, распространяющаяся от взрыва, поражала оболочку из водорода вне звезды.
В новом исследовании ученые посмотрели на «хамелеона» с помощью телескопа NASA «NuSTAR», способного наблюдать излучение в жестком рентгеновском диапазоне энергий, и увидели, как температура электронов, ускоряемых ударной волной сверхновой, изменялась с течением времени. Они использовали эти данные, чтобы оценить, насколько быстро сверхновая расширяется и сколько материала в ее внешней оболочке.
Со звездой SN 2014C произошло что-то действительно таинственное: она сбросила большое количество вещества (сопоставимое с массой Солнца), в основном состоящего из водорода (но с присутствием и более тяжелых элементов), за несколько десятилетий или сотен лет до взрыва. В самом выбросе нет ничего удивительного, вопрос со временем. Как правило, звезды не сбрасывают материал на таком позднем этапе своей жизни.
Анализ существующих теорий
Почему звезда выбросила так много водорода перед взрывом? Одна из идей заключается в том, что ученым не хватает знаний для полного понимания ядерных реакций, происходящих в ядрах массивных звезд, становящихся сверхновыми. Другая теория сводится к наличию у звезды компаньона, который может повлиять на жизнь и смерть прародителя сверхновой, подобной SN 2014C. Она согласуется с наблюдениями, показывающими, что примерно 7 из 10 массивных звезд не одиноки.
В конечном счете исследование показало, что астрономам следует обратить особое внимание на жизнь массивных звезд за сотни лет перед взрывом.
«Свидетельство того, что звезды могут выбрасывать такое огромное количество вещества в столь короткий промежуток времени – что-то совершенно новое. Понимание процесса является сложной задачей. Знания о том, как массивные звезды эволюционирует и в конце концов взрываются, раскидывая необходимые для жизни химические элементы, очень важны для нас», – заключила Фиона Харрисон, главный исследователь миссии «NuSTAR».