Астрономи, можливо, зафіксували один із найяскравіших прикладів надзвичайно рідкісного типу вибуху, який повністю знищує зорю. Після нього не залишається ані нейтронної зорі, ані чорної діри.
Підозрілий об’єкт
Подія отримала позначення SN 2023vbw і вперше потрапила в поле зору інструмента автоматизованого огляду неба Zwicky Transient Facility у жовтні 2023 року. Її зафіксували на околицях невеликої карликової галактики з низьким вмістом важких елементів, розташованої приблизно за 1,3 млрд світлових років від нас. Спочатку її класифікували як наднову типу II, яка виникає, коли масивна зоря вичерпує ядерне пальне і вибухає, але кілька характеристик у цю картину не вписувалися.
Дослідники провели детальні спостереження і моделювання події, а результати виклали на відкритому онлайн-репозитарії наукових препринтів arXiv. Об’єкт має незвичну зміну яскравості з часом. Замість характерного для наднових типу II виходу на плато, після початкової фази охолодження SN 2023vbw почала поступово збільшувати свою яскравість і досягла максимуму через 190 діб після вибуху, з подальшим швидким зменшенням яскравості. Загальна випромінювана енергія виявилася більш ніж у десять разів вищою, ніж у звичайної наднової типу II.
Яка зоря вибухнула
Моделювання кривої блиску вказує на те, що вибух, найімовірніше, спричинив блакитний надгігант надзвичайних розмірів. Форма кривої нагадує іншу наднову SN 1987A, яка також виникла з компактного блакитного надгіганта. Проте нова подія значно яскравіша й триваліша, що свідчить про набагато масивнішу зорю-попередницю.
Маса викинутої речовини, за оцінками, становить від 170 до 350 мас Сонця, а кінетична енергія вибуху в 60–130 разів перевищує максимально можливу для звичайної наднової із залізним ядром. Команда також припускає, що блакитний надгігант міг сформуватися внаслідок злиття двох масивних зір у подвійній системі. Це природно пояснило б наявність щільної дископодібної оболонки навколо об’єкта, з якою зіткнулася викинута речовина.
Що таке нестабільність пар
Наднові з нестабільністю пар виникають у зорях настільки масивних, що екстремальні температури в їхніх ядрах спричиняють утворення електрон-позитронних пар. Цей процес зменшує тиск випромінювання, який утримував об’єкт від гравітаційного колапсу, і запускає термоядерний вибух такої сили, що зоря повністю знищує себе й не утворює ані нейтронної зорі, ані чорної діри.
Теоретичні моделі передбачають такий кінець для зір із початковою масою від 140 до 260 сонячних мас і низьким вмістом важких елементів. Досліджуваний об’єкт вписується в цей діапазон.
Очікування нових даних
Наднова залишається досить яскравою для подальших спостережень у різних діапазонах хвиль, адже розташована порівняно близько. Вони мають розкрити деталі про втрату маси зорею-попередницею і нуклеосинтез під час вибуху.
Науковці очікують виявити десятки й сотні подібних подій в майбутніх дослідженнях обсерваторії імені Віри Рубін і космічного телескопу Nancy Grace Roman. Це допоможе детальніше вивчити загибель і еволюцію наймасивніших зір у Всесвіті.
Джерело: phys.org
