Астрономы внимательно изучают сверхновую в форме одуванчика и звезду-зомби
Художественное представление остатка сверхновой под названием Pa 30 — оставшиеся остатки взрыва сверхновой, который наблюдался с Земли в 1181 году. Необычные нити серы выступают за пределы пылевой оболочки выброшенного материала. Остатки изначальной взорвавшейся звезды, теперь горячей раздутой звезды, которая может остыть и стать белым карликом, видны в центре остатка. Keck Cosmic Web Imager (KCWI) в обсерватории WM Keck на Гавайях нанес на карту странные нити в 3D и показал, что они разлетаются наружу со скоростью примерно 1000 километров в секунду. Автор: WM Keck Observatory/Adam Makarenko
В 1181 году новая звезда сияла около созвездия Кассиопеи в течение шести месяцев, прежде чем исчезнуть. Это событие, зафиксированное как «звезда-гость» китайскими и японскими наблюдателями почти тысячу лет назад, озадачивало астрономов на протяжении столетий. Это одна из немногих сверхновых, задокументированных до изобретения телескопов. Кроме того, она оставалась «сиротой» дольше всех, что означает, что ни один из видимых сегодня небесных объектов не может быть отнесен к ней.
Теперь известная как сверхновая SN 1181, ее остаток был отслежен только в 2021 году до туманности Pa 30, обнаруженной в 2013 году астрономом-любителем Даной Пэтчик во время изучения архива изображений с телескопа WISE в рамках проекта гражданского ученого.
Но эта туманность не является типичным остатком сверхновой. На самом деле, астрономы были заинтригованы, обнаружив выжившую «звезду-зомби» в ее центре, остаток внутри остатка. Считается, что сверхновая 1181 года произошла, когда термоядерный взрыв был вызван плотной мертвой звездой, называемой белым карликом. Обычно белый карлик полностью уничтожается при таком типе взрыва, но в этом случае часть звезды выжила, оставив после себя своего рода «звезду-зомби».
Этот тип частичного взрыва называется сверхновой типа Iax. Еще более интригующе то, что из этой зомби-звезды вырвались странные нити, напоминающие лепестки цветка одуванчика. Теперь доцент ISTA Илария Кайаццо и ведущий автор Тим Каннингем, научный сотрудник NASA Hubble в Центре астрофизики, Гарварда и Смитсоновского института, получили беспрецедентный крупный план этих странных нитей.
Их выводы опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
3D-модель баллистически расширяющегося взрыва
Команда Каннингема и Кайаццо смогла подробно изучить этот странный остаток сверхновой благодаря космическому веб-изображению Keck Cosmic Web Imager (KCWI) Калтеха. KCWI — это спектрограф, расположенный на высоте более 4000 метров в обсерватории WM Keck на Гавайях, недалеко от вершины вулкана Мауна-Кеа, самой высокой вершины Гавайев.
Как следует из названия, KCWI был разработан для обнаружения некоторых из самых слабых и темных источников света во Вселенной, которые в совокупности называются «космической паутиной». Кроме того, KCWI настолько чувствителен и продуман, что может захватывать спектральную информацию для каждого пикселя на изображении. Он также может измерять движение материи при звездном взрыве, создавая что-то вроде 3D-фильма о сверхновой. KCWI делает это, исследуя, как свет смещается при приближении или удалении от нас, физический процесс, похожий на знакомый нам доплеровский сдвиг, который мы знаем по воющим сиренам, которые меняют свою мелодию, когда мимо проезжает машина скорой помощи.
Таким образом, вместо того, чтобы видеть только типичное статическое изображение фейерверка, обычное для наблюдений сверхновых, исследователи смогли создать подробную трехмерную карту туманности и ее странных волокон. Кроме того, они смогли показать, что материал в волокнах перемещается баллистически со скоростью около 1000 километров в секунду.
«Это означает, что выброшенный материал не замедлился и не ускорился с момента взрыва», — говорит Каннингем. «Таким образом, на основе измеренных скоростей, взгляд назад во времени позволил нам определить момент взрыва почти точно в 1181 году».
Доказательства необычной асимметрии
Помимо нитей в форме одуванчика и их баллистического расширения, общая форма сверхновой весьма необычна. Команда смогла продемонстрировать, что выброс — материал внутри нитей, выбрасываемый из места взрыва — необычайно асимметричен. Это говорит о том, что асимметрия проистекает из самого первоначального взрыва. Кроме того, нити, по-видимому, имеют острый внутренний край, показывая внутренний «зазор», окружающий зомби-звезду.
«Наша первая подробная 3D-характеристика скорости и пространственной структуры остатка сверхновой многое говорит нам об уникальном космическом событии, которое наши предки наблюдали столетия назад. Но это также поднимает новые вопросы и ставит новые задачи перед астрономами, с которыми им предстоит разобраться в дальнейшем», — заключает Кайаццо. Она начала работать над этим проектом в качестве постдокторанта Берка-Шермана Фэрчайлда по теоретической астрофизике в Калифорнийском технологическом институте, США, прежде чем присоединиться к ISTA в мае этого года.
Больше информации: Tim Cunningham et al, Expansion properties of the young supernova type Iax remnant Pa 30 revealed, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad713b
0 комментариев