Радиосигналы умирающей звезды вызывают вопросы о взрывах сверхновых

Когда такие звезды, как наше Солнце, умирают, они, как правило, гаснут со всхлипом, а не со взрывом, если только они не являются частью двойной звездной системы, которая может привести к взрыву сверхновой.

Теперь астрономы впервые обнаружили радиосигнал такого события в галактике, удаленной более чем на 400 миллионов световых лет. Открытие, опубликованное сегодня в журнале Nature, содержит дразнящие подсказки относительно того, на что должна была быть похожа звезда-компаньон.

Взрывная смерть звезды

Поскольку звезды в восемь раз тяжелее нашего Солнца когда в их ядре заканчивается ядерное топливо, они сдувают внешние слои. Этот процесс порождает разноцветные газовые облака, ошибочно известные как планетарные туманности, и оставляет после себя плотное, компактное горячее ядро, известное как белый карлик.

Наше собственное Солнце претерпит этот переход через 5 миллиардов лет или так, затем медленно остывают и исчезают. Однако, если белый карлик каким-то образом прибавляет в весе, срабатывает механизм самоуничтожения, когда он становится тяжелее примерно в 1,4 раза по массе нашего Солнца.

Последующий термоядерный взрыв разрушает звезду своеобразным образом. взрыва, называемого сверхновой типа Ia.

Но откуда взяться дополнительной массе, чтобы подпитывать такой взрыв?

Раньше мы думали, что это может быть газ, отделяющийся от более крупного компаньона звезда на близкой орбите. Но звезды, как правило, едят беспорядочно, разливая газ повсюду.

Взрыв сверхновой потрясет любой пролитый газ и заставит его светиться в радиодиапазоне. Однако, несмотря на десятилетия поисков, ни одна молодая сверхновая типа Ia никогда не была обнаружена с помощью радиотелескопов.

Вместо этого мы начали думать, что сверхновые типа Ia должны быть парами белых карликов, движущихся внутрь по спирали и сливающихся вместе в единое целое. относительно чистая мода, не оставляющая газа для шока и радиосигнала.

Редкий тип сверхновой

Сверхновая 2020eyj была обнаружена телескопом на Гавайях 23 марта 2020 года. семь недель или около того она вела себя почти так же, как и любая другая сверхновая типа Ia.

Но в течение следующих пяти месяцев ее яркость перестала уменьшаться. Примерно в то же время в ней стали проявляться особенности, указывающие на то, что газ был необычно богат гелием.

Мы начали подозревать, что Сверхновая 2020eyj принадлежит к редкому подклассу сверхновых типа Ia, в которых взрывная волна, движущаяся со скоростью более со скоростью более 10 000 километров в секунду, проносится мимо газа, который мог быть снят только с внешних слоев уцелевшей звезды-компаньона.

Чтобы подтвердить нашу догадку, мы решили проверить, достаточно ли было ударного газа. для создания радиосигнала. Поскольку сверхновая находится слишком далеко на севере, чтобы ее можно было наблюдать с помощью таких телескопов, как Австралийский компактный телескоп возле Наррабри, вместо этого мы использовали группу радиотелескопов, разбросанных по Соединенному Королевству, чтобы наблюдать за сверхновой примерно через 20 месяцев после взрыва.

К нашему большому удивлению, мы получили первое в истории четкое обнаружение «младенческой» сверхновой типа Ia в радиодиапазоне, подтвержденное вторым наблюдением пятью месяцами позже. Может ли это быть «дымящимся пистолетом», что не все сверхновые типа Ia вызваны слиянием двух белых карликов?

Терпение окупается

Одно из наиболее замечательных свойств типа Ia сверхновых заключается в том, что все они, по-видимому, достигают почти одинаковой пиковой яркости. Это согласуется с тем, что все они достигли одинаковой критической массы перед взрывом.

Этот самый атрибут позволил астроному Брайану Шмидту и его коллегам прийти к выводу, удостоенному Нобелевской премии в конце 1990-х годов: расширение Вселенной с момента Большой взрыв не замедляется под действием гравитации (как все ожидали), а ускоряется из-за эффектов того, что мы сейчас называем темной энергией.

Итак, сверхновые типа Ia являются важными космическими объектами, и факт мы до сих пор не знаем точно, как и когда происходят эти звездные взрывы или что делает их такими последовательными, вызывало беспокойство у астрономов.

В частности, могут ли пары сливающихся белых карликов различаться по общей массе почти в три раза больше массы нашего Солнца, почему все они должны выделять примерно одинаковое количество энергии?

Наша гипотеза (и радиоподтверждение), что Сверхновая 2020eyj возникла, когда из компаньона было удалено достаточное количество газообразного гелия звезды и на поверхность белого карлика, чтобы подтолкнуть его чуть выше предела массы, дает естественное объяснение этой согласованности.

Теперь вопрос в том, почему мы не видели этот радиосигнал раньше ни в одном другом Сверхновая типа Ia. Возможно, мы попытались обнаружить их слишком рано после взрыва и слишком легко сдались. Или, может быть, не все звезды-компаньоны так богаты гелием и так быстро сбрасывают внешние газовые слои.

Но, как показало наше исследование, терпение и настойчивость иногда окупаются так, как мы никогда не ожидали, позволяя нам услышать умирающий шепот далекой звезды. =republish-lightbox-basic» alt=»Разговор» width=»1″ height=»1″ style=»border: none !important; box-shadow: none !important; margin: 0 !important; max-height: 1px !важно; максимальная ширина: 1px !важно; минимальная высота: 1px !важно; минимальная ширина: 1px !важно; непрозрачность: 0 !важно; контур: нет !важно; отступ: 0 !важно;» referrerpolicy=»no-referrer-when-downgrade»>

Стюарт Райдер, научный сотрудник Школы математических и физических наук, Университет Маккуори, и Эрик Кул, исследователь с докторской степенью в области астрономии, Стокгольмский университет em>

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите исходную статью.