Наднова SN 2014C розкрила свої секрети

Міжнародна група астрономів використовувала спостереження телескопа Хоббі-Еберлі (Hobby-Eberly Telescope, H.E.T), щоб розкрити загадкову таємницю зоряного вибуху, виявленого кілька років тому і триваючого досі. Отримані результати допоможуть астрономам краще зрозуміти процес життя і смерті масивних зірок.

Коли зірку, що вибухає, виявляють вперше, астрономи всього світу починають стежити за нею за допомогою телескопів, оскільки світло швидко змінюється з часом.

Вони бачать, як світло від наднової стає яскравішим, досягає піку, а потім починає тьмяніти. Відзначаючи час цих піків і спадів яскравості світла, званий «кривий блиску», а також характерні довжини хвиль світла, випромінюваного в різний час, вони можуть вивести фізичні характеристики системи.

У разі наднової SN 2014C прабатьком була подвійна зіркова система, в якій дві зірки оберталися навколо один одного. Більш масивна зірка еволюціонувала швидше, розширилася і втратила свій зовнішній шар водню через зірку-компаньйон.

Внутрішнє ядро першої зірки продовжувало синтезувати більш легкі хімічні елементи в більш важкі, поки не закінчилося паливо. Коли це сталося, зовнішній тиск ядра, який утримував величезну вагу зірки, впав. Ядро зірки зруйнувалося, спричинивши гігантський вибух.

Це зробило її типом наднової, який астрономи називають «Тип Ib». Зокрема, наднові типи Ib характеризуються відсутністю водню у викинутому матеріалі, принаймні, спочатку.

Вчені стежили за SN 2014C за допомогою телескопа Хоббі-Еберлі з моменту її відкриття в 2014 році. Багато інших груп по всьому світу також вивчали її за допомогою телескопів на землі і в космосі, а також у різних типах світла, включаючи спостереження радіохвиль за допомогою VLA, інфрачервоного випромінювання і рентгенівських променів за допомогою космічної обсерваторії Чандра.

Але дослідження SN 2014C за допомогою всіх різних телескопів не складалися в цілісну картину того, як, на думку астрономів, повинна вести себе наднова типу Ib.

По-перше, оптична сигнатура телескопа Хоббі-Еберлі (H.E.T) показала, що SN 2014C містить водень - дивовижне відкриття, яке також було незалежно виявлено іншою командою, що використовує інший телескоп.

"Щоб наднова типу Ib почала показувати водень, це було абсолютно дивно. Є всього кілька подій, які виявилися схожими "- кажуть дослідники.

По-друге, оптична яскравість (крива блиску) цього водню поводилася дивно.

Більшість кривих блиску SN 2014C - в радіо-, інфрачервоному і рентгенівському діапазонах - слідували очікуваному зразку: вони ставали яскравішими, сягали піку і потім падали. Але оптичне світло від водню залишалося стійким.

Загадка полягала в тому, як вписуються такі спостереження за воднем і його характеристиками в картину наднової типу Ib.

Проблема, як зрозуміли вчені, полягала в тому, що попередні моделі цієї системи припускали, що наднова вибухнула і послала свою ударну хвилю сферичним чином. Дані H.E.T показали, що ця гіпотеза неможлива - повинно було статися щось ще.

Астрономи пропонують модель, в якій водневі оболонки двох зірок у подвійній системі-прабатьку зливаються, утворюючи «конфігурацію із загальною оболонкою», де обидві вони містяться в одній газовій оболонці. Потім пара викинула цю оболонку в розширюється дископодібну структуру, що оточує дві зірки. При вибуху однієї з зірок її швидко рухомі викиди зіткнулися з повільно рухомим диском, а також ковзали по поверхні диска з «прикордонним шаром» з проміжною швидкістю.

Вчені припускають, що цей прикордонний шар є джерелом водню, який вони виявили, а потім вивчали протягом семи років за допомогою H.E.T.

"У широкому сенсі питання про те, як масивні зірки втрачають свою масу, - це велика наукова проблема, якою ми займалися, - кажуть вчені. "Яка у неї маса? Де вона? Коли вона була викинута? Яким фізичним процесом? І SN 2014C просто виявилася дійсно важливою подією, що ілюструє цей процес ".

Дослідження було опубліковано в Astrophysical Journal.