Наблюдения за сверхновой SN 2023ixf ставят под сомнение теорию звездной эволюции

Недавно обнаруженная близкая сверхновая, звезда которой за год до взрыва выбросила до полной солнечной массы вещества, ставит под сомнение стандартную теорию звездной эволюции. Новые наблюдения дают астрономам возможность понять, что происходит в последний год перед смертью и взрывом звезды.

SN 2023ixf — новая сверхновая II типа, обнаруженная в мае 2023 года астрономом-любителем Коити Итагаки из Ямагаты (Япония) вскоре после взрыва ее прародителя, или исходной звезды. Расположенная на расстоянии около 20 млн световых лет в галактике Pinwheel, близость SN 2023ixf к Земле, чрезвычайная яркость сверхновой и ее молодой возраст делают ее кладезем наблюдательных данных для ученых, изучающих гибель массивных звезд при взрывах сверхновых.

Сверхновые второго типа, или сверхновые с коллапсом ядра, возникают, когда красные звезды-сверхгиганты, масса которых по меньшей мере в восемь, а то и в 25 раз превышает массу Солнца, разрушаются под действием собственного веса и взрываются. Хотя SN 2023ixf соответствовала описанию типа II, последующие многоволновые наблюдения, проведенные астрономами из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского университетов (CfA) с использованием широкого спектра телескопов CfA, выявили новое и неожиданное поведение.

Сверхновые с коллапсом ядра в течение нескольких часов после взрыва дают вспышку света, которая возникает, когда ударная волна от взрыва достигает внешнего края звезды. Однако кривая блеска SN 2023ixf не соответствовала ожидаемому поведению. Чтобы лучше понять ударную волну SN 2023ixf, группа ученых под руководством постдокторанта CfA Даичи Хирамацу проанализировала данные 1,5-метрового телескопа Тиллингхаст, 1,2-метрового телескопа и ММТ в обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла, расположенной в Аризоне, а также данные Глобального проекта по сверхновым — ключевого проекта обсерватории Лас-Кумбреса, обсерватории НАСА Нила Герелса Свифта и многих других. Многоволновое исследование, результаты которого опубликованы на этой неделе в журнале The Astrophysical Journal Letters, показало, что, вопреки ожиданиям и теории звездной эволюции, ударный прорыв SN 2023ixf был задержан на несколько дней.

Задержка выхода ударной волны является прямым доказательством наличия плотного материала, образовавшегося в результате недавней потери массы, — сказал Хирамацу, добавив, что такая экстремальная потеря массы нетипична для сверхновых типа II.

Наши новые наблюдения показали значительную и неожиданную потерю массы — близкую к массе Солнца — в последний год перед взрывом.

SN 2023ixf бросает вызов пониманию астрономами эволюции массивных звезд и сверхновых, в которые они превращаются. Хотя ученые знают, что сверхновые с коллапсом ядра являются первичными точками отсчета космического формирования и эволюции атомов, нейтронных звезд и черных дыр, очень мало известно о годах, предшествующих взрыву звезды. Новые наблюдения указывают на потенциальную нестабильность в последние годы жизни звезды, приводящую к экстремальной потере массы. Это может быть связано с последними стадиями ядерного выгорания высокомассивных элементов, таких как кремний, в ядре звезды.

Одновременно с многоволновыми наблюдениями под руководством Хирамацу Эдо Бергер, профессор астрономии Гарварда и CfA и советник Хирамацу, провел наблюдения сверхновой в миллиметровых волнах с помощью субмиллиметровой решетки (SMA) CfA на вершине Маунакеа (Гавайи). Эти данные, опубликованные в журнале The Astrophysical Journal Letters, позволили непосредственно проследить столкновение между обломками сверхновой и плотным материалом, потерянным перед взрывом. «SN 2023ixf взорвалась точно в нужное время», — сказал Бергер. „Всего несколькими днями ранее мы начали новую амбициозную трехлетнюю программу по изучению взрывов сверхновых с помощью SMA, и эта близкая захватывающая сверхновая стала нашей первой целью“.

Единственный способ понять, как ведут себя массивные звезды в последние годы своей жизни вплоть до момента взрыва, — это обнаружить сверхновые, когда они еще очень молоды и, желательно, находятся поблизости, а затем изучить их в нескольких диапазонах длин волн, — говорит Бергер.

Используя оптический и миллиметровый телескопы, мы фактически превратили SN 2023ixf в машину времени, чтобы восстановить, что делала звезда-прародительница до момента своей гибели.

Само открытие сверхновой и последующие события имеют большое значение для астрономов всего мира, в том числе и для тех, кто занимается наукой в своем собственном дворе. Итагаки обнаружил сверхновую 19 мая 2023 года из своей частной обсерватории в Окаяме (Япония). Объединенные данные Итагаки и других астрономов-любителей позволили определить время взрыва с точностью до двух часов, что дало возможность профессиональным астрономам из CfA и других обсерваторий начать исследования. Астрономы CfA продолжают сотрудничать с Итагаки в рамках продолжающихся оптических наблюдений.

Партнерство между любителями и профессиональными астрономами имеет давние традиции успеха в области сверхновых, — сказал Хирамацу.

В случае с SN 2023ixf я получил срочное электронное письмо от Коити Итагаки сразу после того, как он открыл SN 2023ixf. Без этих отношений, без работы и самоотверженности Итагаки мы бы упустили возможность получить важнейшее представление об эволюции массивных звезд и их взрывах сверхновых.

Иллюстрация: Melissa Weiss/CfA

27.09.2023

Космос

Кислородом не пахнет: ученые обнаружили следы жизни в космосе
Кислородом не пахнет: ученые обнаружили следы жизни в космосе

Астрономы обнаружили в атмосфере экзоплан...

Углекислый тупик: почему Марс променял океаны на пустыню
Углекислый тупик: почему Марс променял океаны на пустыню

Марсоход NASA Curiosity обнаружил следы углеро...

Не по учебнику: открыта первая планета с орбитой под 90 градусов
Не по учебнику: открыта первая планета с орбитой под 90 градусов

Астрономы обнаружили необычную планету, котора...

Планета-загадка: что скрывает раскаленный двойник Земли
Планета-загадка: что скрывает раскаленный двойник Земли

Ученые из Юго-Западного исследовательског...

Космический фильтр: почему Земля недополучает углеродистые метеориты
Космический фильтр: почему Земля недополучает углеродистые метеориты

Международная группа ученых, возможно, нашла о...

Мусорный пояс Земли: назрело время уборки
Мусорный пояс Земли: назрело время уборки

Пол Костек, старший член IEEE и системный...

Космический маяк: астрономы застали черную дыру за необычной работой
Космический маяк: астрономы застали черную дыру за необычной работой

В центре большинства галактик скрываются сверх...

Нижегородские ученые пытаются поймать темную материю
Нижегородские ученые пытаются поймать темную материю

Темная материя — загадка Вселенной....

Субнептуны: как планеты выживают в огненном кольце звезд
Субнептуны: как планеты выживают в огненном кольце звезд

Ученые из Университета штата Пенсильвания...

Часы из космоса: что тикает в созвездии Большой Медведицы
Часы из космоса: что тикает в созвездии Большой Медведицы

Международная группа астрономов, включая учено...

Звездный детектив: кто выжил в кипящей Вселенной
Звездный детектив: кто выжил в кипящей Вселенной

Группа ученых из Мичиганского университет...

Тепловые карты Луны покажут, что скрывают темные кратеры в тени
Тепловые карты Луны покажут, что скрывают темные кратеры в тени

26 февраля тепловизионная камера, созданная уч...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Когда руки говорят быстрее слов: как мозг читает жесты
Когда руки говорят быстрее слов: как мозг читает жесты
Как солнечные панели и сельское хозяйство могут работать вместе
Как солнечные панели и сельское хозяйство могут работать вместе
Подростки, которые спят дольше, имеют лучшую память
Подростки, которые спят дольше, имеют лучшую память
Шьем объем: как с помощью швейной машинки создают мебель
Шьем объем: как с помощью швейной машинки создают мебель
Последние дни далекого мира: астрономы увидели, как планета превращается в пыль
Последние дни далекого мира: астрономы увидели, как планета превращается в пыль
Собака: друг, ребенок или подчиненный? Что наука знает о настоящей роли питомцев
Собака: друг, ребенок или подчиненный? Что наука знает о настоящей роли питомцев
Новый метод предсказывает стабильность кристаллических форм
Новый метод предсказывает стабильность кристаллических форм
Слепые пятна науки: почему мы теряем насекомых быстрее, чем это осознаем
Слепые пятна науки: почему мы теряем насекомых быстрее, чем это осознаем
Почти у половины онкобольных после химиотерапии страдает сердце
Почти у половины онкобольных после химиотерапии страдает сердце
«Нет» — самое экологичное слово: как одноразовый пластик душит планету
«Нет» — самое экологичное слово: как одноразовый пластик душит планету
Ученые улучшили катализатор для добычи водорода
Ученые улучшили катализатор для добычи водорода
Доказано: фастфуд вредит не только фигуре, но и мозгу
Доказано: фастфуд вредит не только фигуре, но и мозгу
Двухколесный мозг: студенты МИФИ за три дня собрали робота с нуля
Двухколесный мозг: студенты МИФИ за три дня собрали робота с нуля
Сердце на грани: как предсказать опасность после инфаркта
Сердце на грани: как предсказать опасность после инфаркта
Psychedelics: Одна доза психоделика улучшает работу мозга на недели
Psychedelics: Одна доза психоделика улучшает работу мозга на недели

Новости компаний, релизы

«Точки роста» в действии: как школы Симферопольского района перестали быть скучными
Крипта для людей: почему сложные сервисы теряют пользователей
Не успеешь моргнуть — WhisperX уже расшифровал: тест скорости от Ainergy
«Очпочдрон» взял первенство: как казанцы обошли всех на «Кибердроме»
Оперировать в VR: студенты придумали симулятор для хирургов