Астрономы обнаружили совершенно новый тип сверхновых

Обломки колоссального космического взрыва в галактике, находящейся в сотнях миллионов световых лет от нас, не являются обычной сверхновой.

Согласно новому анализу далекого события, оно было вызвано слиянием двух объектов, один из которых был компактным: черная дыра или нейтронная звезда. Свидетельство этого события, названное VT J121001 + 495647, является первой наблюдаемой сверхновой в своем роде.

«Теоретики предсказывали, что это может произойти, — сказал астроном Диллон Донг из Калифорнийского технологического института, — но мы действительно впервые наблюдаем такое событие».

Сверхновая была обнаружена во время радио исследования неба в 2017 году, получившего название Very Large Array Sky Survey (VLASS). Во время своего обзора VLA зафиксировала очень ярко светящийся радиоисточник, которого не было ранее.

Последующие наблюдения с использованием как VLA, так и W.M. Обсерватории Кека, которая изучает небо в оптическом и инфракрасном диапазонах волн, показала, что радиоисточник действительно существует и согласуется с расширяющимся остатком сверхновой, взаимодействующим с пылью и газом.

По мере того, как материал быстро движущейся сверхновой звезды расширяется в этот материал, генерируются тепло, производящие настолько яркое электромагнитное излучение, что мы можем его обнаружить даже от других галактик. Донг и его команда проследили VT J121001 + 4959647 до карликовой галактики на расстоянии 480 миллионов световых лет от нас.

Они также изучили архивные данные этой области неба, чтобы определить, когда VT J121001 + 4959647. Они обнаружили вспышку мягких рентгеновских лучей, полученную в 2014 году прибором «Монитор всего неба в рентгеновских лучах» (MAXI) на Международной космической станции.

Все эти наблюдения позволили исследователям восстановить историю сверхновой. По крайней мере, часть пыли и газа, нагретых сверхновой, должна была откуда-то исходить. Ученые посчитали, что наиболее вероятным местом была сама умирающая звезда.

Такая ранняя и значительная потеря массы более согласуется с двойной звездой, чем с одиночной звездой, поскольку двойные системы имеют тенденцию передавать массу от одной звезды к другой, когда они достигают конца своей жизни.

С помощью гравитационно-волновой астрономии были обнаружены системы с более высокой массой, такие как двойные нейтронные звезды и черные дыры (сжатые ядра звезд, масса которых до и более 30 раз превышает массу Солнца, соответственно). Но сверхновая, породившая VT J121001 + 4959647, не была таким событием.

Вместо этого, согласно реконструкции команды, две звезды, находились в двойной системе, причем одна из них оказалась более массивной, чем другая. Поскольку более массивные звезды, как правило, имеют более короткий срок жизни, чем менее крупные, более массивная звезда первой коллапсировала в нейтронную звезду или черную дыру.

По мере того, как два объекта постепенно приближались друг к другу по своим орбитам, компактная звезда начала поглощать материал своего компаньона. Но это не изящный процесс, о нет. Материал более легкой звезды разбрасывается в разные стороны, образуя материальный тор, вращающийся вокруг обеих звезд. С нашей точки зрения, команда считает, что этот процесс начался около 300 лет назад.

В конце концов, две звезды слились, компактный массивный объект достиг и разрушил ядро ​​своего компаньона, прервав процесс слияния, который обеспечивает внешнее давление, и вызвал коллапс ядра — сверхновую. Но когда ядро ​​схлопнулось, оно на короткое время образовало аккреционный диск вокруг второй звезды, запустив струю излучения в космос.

Это то, что произвело рентгеновский луч, обнаруженный MAXI. А радио-свечение, обнаруженное VLASS, было вызвано выбросом сверхновой, которая взорвалась ранее.

Что касается взрывающейся звезды, ее смерть от сверхновой, вероятно, была лишь вопросом времени — удар мертвого ядра звезды только ускорил этот процесс, говорят исследователи.

«Все части этой головоломки соединились, чтобы рассказать эту удивительную историю», — сказал астроном Грегг Халлинан из Калифорнийского технологического института.

«Остаток звезды, которая взорвалась давным-давно, вонзился в своего компаньона, заставив его тоже взорваться».

Исследование опубликовано в журнале Science.