Двойные пики сверхновых дают ключ к разгадке вспышек, предшествующих сверхновым

Измерения массы O показаны горизонтальными пунктирными линиями. Автор: The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad595f

Новые исследования помогают понять эволюцию и конечные стадии массивных звезд, роль бинарных взаимодействий и механизмы потери массы, которые в конечном итоге влияют на свойства образовавшейся сверхновой и ее остатка. Эта работа также дает представление о различных массах прародителей и сценариях, которые могут привести к различным типам потери массы, проливая свет на сложные процессы, управляющие жизненными циклами массивных звезд.

Группа исследователей предлагает ограничения на физические свойства этих предшественников и возможные механизмы потери массы, расширяя понимание звездной эволюции и разнообразия сверхновых.

Сверхновые — это взрывы звезд. В зависимости от прародителя их яркость может развиться до полной в течение 20—100 дней после взрыва, а затем снова затухнуть в темном небе.

Традиционно астрономам необходимо сравнивать изображение ночного неба с эталонным изображением и искать необъяснимые яркие пятна, которые могли бы быть кандидатами на сверхновые. Затем астрономы проводят последующие наблюдения, чтобы записать подробную эволюцию оптических сигналов сверхновых. Процесс может быть медленным, поскольку он не автоматизирован, а длительное время отклика может пропустить объекты, которые быстро эволюционируют.

Zwicky Transient Factory призван решить эту проблему с помощью автоматизированного конвейера обработки данных в реальном времени, специального фотометрического телескопа слежения и полного архива всех обнаруженных астрономических источников. Это позволяет непрерывно выполнять захват, классификацию и анализ транзиентных событий в небе. С момента запуска ZTF в 2017 году телескоп обнаружил около 9000 сверхновых.

С большим количеством вновь открытых сверхновых появился новый класс сверхновых. Эти сверхновые не содержат водорода или кремния в выбросах (они же сверхновые типа Ib/c) и имеют ярко выраженную двойную пиковую особенность в яркости, где первый пик возникает примерно через 10 дней после взрыва.

Обычные сверхновые в основном показывают один пик в своей светимости в течение всего взрыва. Двойной пик указывает на то, что звезда имеет фазу вспышки перед своим финальным взрывом. Вспышка похожа на «мини-взрыв», который отправляет часть материи на окраину звезды. После вспышки происходит финальный взрыв, и высокоскоростная материя взаимодействует с этой ранее выброшенной материей и создает сигналы двойного пика, которые и наблюдались.

«В прошлом мы знали, что такие сверхновые существуют очень редко, но мы не знаем, являются ли они единичными событиями или же за этими сверхновыми стоит систематическая картина», — объяснил доктор Льюнг. «Со статистикой, поддерживаемой ZTF, мы можем полагать, что за такими вспышками стоит надежный механизм. Тогда возникает вопрос: есть ли у нас последовательная картина для объяснения этих вспышек, в то время как мы все еще можем объяснить обычные сверхновые?»

В этом проекте доктор Льюнг изучал свои предыдущие модели, в которых предсказывалась вспышка сверхновой. Они обнаружили, что параметр вспышки может соответствовать одному менее распространенному классу сверхновых, известному как сверхновые с пульсационной парной нестабильностью. Однако этот класс сверхновых также известен как редкий. Таким образом, это предмет споров, может ли это быть полным объяснением этого необычного подкласса вместе с количеством событий.

«Хотя в настоящее время выводы остаются открытыми, все равно интересно знать, что сверхновые могут быть более загадочными, чем мы когда-то думали», — сказал доктор Люнг.

«И мы ожидаем, что гораздо больше данных [будет] доступно в конце этого десятилетия. Обсерватория Рубина (ранее известная как Большой синоптический обзорный телескоп) будет развернута в 2025 году, и сообщество ожидает обнаружить примерно в 10 раз больше сверхновых. Такой значительный объем новых данных, безусловно, предоставит новые идеи для раскрытия менее известной стороны физики сверхновых и этих необычных объектов».

Больше информации: Kaustav K. Das et al, Probing Presupernova Mass Loss in Double-peaked Type Ibc Supernovae from the Zwicky Transient Facility, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad595f

Источник: SUNY Polytechnic Institute