Астрофизики из Северо-Западного университета сделали сенсационное открытие, которое заставляет пересмотреть современные модели эволюции звезд. Исследуемая ими сверхновая, получившая название SN2021yfj, оказалась ранее невиданным типом взрыва, что позволило впервые в истории наблюдений заглянуть в глубокие внутренние слои массивной звезды непосредственно перед ее гибелью.
Обычно взрывы массивных звезд, известные как сверхновые, характеризуются преобладанием в их спектре легких элементов — водорода и гелия. Однако спектральный анализ SN2021yfj показал кардинально иную картину. Он выявил чрезвычайно высокое содержание тяжелых элементов, таких как кремний, сера и аргон. Эти элементы обычно формируются и остаются глубоко в ядре звезды, никогда не становясь видимыми для наблюдателей.
Стив Шульце, руководитель исследования, объяснил значение этого явления: «Это первый случай, когда мы видим звезду, которая была практически полностью обнажена. Это показывает нам, как устроены звезды, и доказывает, что они могут терять огромное количество вещества еще до финального взрыва».
Лукообразная теория
Это открытие стало первым непосредственным доказательством давней теории о лукообразном строении массивных звезд. Ученые предполагали, что такие светила состоят из концентрических слоев, где самые легкие элементы находятся снаружи, а самые плотные и тяжелые — в ядре. SN2021yfj как будто сняла внешние слои, демонстрируя эту структуру на практике.
Адам Миллер, старший автор исследования, опубликованного в журнале Nature, подчеркнул революционный характер открытия. «Это событие буквально не похоже на то, что кто-либо видел раньше. Оно говорит нам, что наши представления и теории об эволюции звезд слишком узки».
Команда обнаружила сверхновую в сентябре 2021 года с помощью обсерватории Zwicky Transient Facility в Калифорнии. Наблюдаемый объект расположен в 2,2 млрд световых лет в зоне активного звездообразования. Получение спектральных данных, без которых открытие было бы невозможным, едва не сорвалось: несколько крупных телескопов по всему миру были недоступны из-за облачности или технических работ.
Ситуацию спас коллега из Калифорнийского университета в Беркли, который предоставил доступ к мощному телескопу W.M. Keck на Гавайях. «Без этого спектра мы, возможно, никогда бы не поняли, что это был странный и необычный взрыв», — отметил Миллер.
Что вызвало такую катастрофу?
Анализ показал, что чрезвычайно мощное событие, вероятно, полностью снесло внешние слои звезды. Исследователи рассматривают несколько гипотез, включая взаимодействие с сопутствующей звездой или чрезвычайно мощные звездные ветры. Однако наиболее вероятным механизмом считается явление, известное как нестабильность пар. В этом случае массивная звезда подвергается серии мощных энергетических вспышек, которые постепенно сбрасывают ее внешние оболочки, обнажая ядро.
«Эта звезда потеряла большую часть материала, который она создала в течение своей жизни, — пояснил Шульце. — Поэтому мы могли видеть только материал, образовавшийся в течение месяцев непосредственно перед ее взрывом».
Эта находка открывает новые горизонты для изучения последних моментов жизни звезд и подчеркивает важность поиска подобных редких явлений для понимания того, как Вселенная создает и разрушает самые массивные свои объекты.
Ранее мы сообщали о том, как астрономы исследовали эволюцию сверхновой типа Ia.
По материалам northwestern.edu
