Обнаружен новый тип сверхновой: сверхновая с захватом электронов

Один из основных вопросов в астрономии — это таинство рождения и смерти звезд. Не смотря на обилие исследований, вселенная умудряется преподносить сюрпризы.

Есть два известных типа сверхновых. Сверхновая с коллапсом ядра возникает, когда у массивной звезды, более чем в 10 раз превышающей массу нашего Солнца, заканчивается топливо, а ее ядро ​​коллапсирует в черную дыру или нейтронную звезду. Термоядерная сверхновая возникает, когда белый карлик — остатки звезды, которая в восемь раз превышает массу Солнца — взрывается. В 1980 году Кеничи Номото из Токийского университета предсказал третий тип, названный сверхновой с захватом электрона.

Большинство звезд от разрыва под действием собственной гравитации сдерживает энергия, вырабатываемая в их центральном ядре. В сверхновой с захватом электронов, когда в ядре заканчивается топливо, гравитация заставляет электроны вещества формирующего центральную область звезды, переходить в их атомные ядра, заставляя звезду, фактически схлопнутся без видимой причины. Это была только теория до того момента, как не была подробно исследована сверхновая 2018zd.

Источник: STScI.

Сверхновая 2018zd, отмеченная белым кружком на окраине галактики NGC2146.

Сверхновая 2018zd была обнаружена в марте 2018 года, примерно через три часа после взрыва. Архивные изображения, полученные с космического телескопа Hubble и космического телескопа Спитцера, показали слабый объект, который, вероятно, был звездой до взрыва. Сверхновая находится относительно близко к Земле, на расстоянии около 31 миллиона световых лет в галактике NGC2146.

Команда, возглавляемая Даичи Хирамацу, аспирантом Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и обсерватории Лас-Камбрес, собирала данные о сверхновой в течение следующих двух лет. Астрономы из Калифорнийского университета в Дэвисе, в том числе Валенти и аспиранты Азали Бостром и Йизе Донг, представили спектральный анализ сверхновой через два года после взрыва, что является одним из свидетельств того, что 2018zd была сверхновой с захватом электронов. Теория предсказывает, что сверхновые, захваченные электроном, спустя годы должны показать необычный звездный химический спектр.

Поздние данные о спектре были не единственной частью головоломки. Команда просмотрела все опубликованные данные о сверхновых и обнаружила, что, хотя некоторые из них имели несколько индикаторов, предсказанных для сверхновых с захватом электронов, только SN 2018zd имел все шесть: очевидная звезда-прародитель типа Супер-асимптотическая ветвь гигантов (SAGB); сильная потеря массы перед сверхновой; необычный звездный химический спектр; слабый взрыв; малая радиоактивность; и богатая нейтронами активная зона.

Источник: NASA, ESA.

Это составное изображение Крабовидной туманности было получено путем объединения данных с пяти телескопов, охватывающих почти всю ширину электромагнитного спектра.

Новые открытия также проливают свет на некоторые загадки самой известной сверхновой звезды прошлого. В 1054 году нашей эры в Млечном Пути произошла сверхновая. Согласно китайским записям, взрыв был настолько ярким, что его можно было видеть днем ​​в течение 23 дней, а ночью — почти два года. Образовавшийся остаток — Крабовидная туманность — изучен очень подробно. Раньше это был лучший кандидат на роль сверхновой с захватом электронов, но это было неопределенным отчасти потому, что взрыв произошел почти тысячу лет назад. Новый результат увеличивает уверенность в том, что событие, сформировавшее Крабовидную туманность, было сверхновой с захватом электрона.

Новые работы должны расширить наше понимание, как этого конкретного типа сверхновых, так и самого процесса звездообразования в целом.