Аннотация:
Остаток звезды, взорвавшейся около 850 лет назад, бросает вызов традиционным представлениям людей о взрывах сверхновых. Международная исследовательская группа использовала телескоп Gemini North для получения самых четких на сегодняшний день наблюдательных изображений и обнаружила, что внутри знаменитого остатка сверхновой Pa 30 скрыто большое количество ранее неразрешенных газовых структур. Что еще более удивительно, так это то, что звезда, вызвавшая взрыв, не была полностью уничтожена, а сохранилась до наших дней.
Pa 30 находится на расстоянии около 7500 световых лет от Земли. Его внешняя периферия имеет радиальную форму, похожую на одуванчик, поэтому он уже давно привлекает внимание астрономов. Первоначально эта цель была обнаружена гражданским ученым в 2013 году. Позже астрономы установили, что она связана со взрывом сверхновой, зафиксированным в 1181 году нашей эры. Это астрономическое событие было независимо зафиксировано астрономами из Китая, Японии и арабского региона. Благодаря этому подтверждению Pa 30 становится одной из пяти исторических сверхновых, которые были четко задокументированы до изобретения телескопов и для которых в конечном итоге были найдены остатки.
Исследование проводилось под руководством Тима Каннингема из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и Иларии Кайаццо, доцента Австрийского института науки и технологий (ISTA), а результаты были опубликованы в Astrophysical Journal.
Исследовательская группа использовала телескоп Gemini North на Мауна-Кеа, Гавайи, для проведения наблюдений за Па 30 с высоким разрешением. Анализируя определенные длины волн света, излучаемого ионизированной серой и дважды ионизированным кислородом, исследователи смогли наблюдать внутреннюю структуру руин с беспрецедентной точностью.
Результаты показывают, что на новом изображении видно примерно в десять раз больше нитевидных газовых структур, чем наблюдалось ранее. Вместо плавных, непрерывных потоков эти структуры состоят из больших, плотно упакованных узлов газа, подобных жемчужинам на нитке.
Кайаццо сказал, что, поскольку Pa 30 находится относительно близко к Земле, ученые могут видеть такое множество деталей. Она указала, что масштаб каждого газового узла чрезвычайно велик, и даже территория Солнечной системы, простирающаяся от Солнца до орбиты Нептуна, легко может вместить более десяти из них. Особенно удивляет постоянство формы и размера этих газовых узлов. Исследовательская группа надеется в будущем объяснить механизм их формирования с помощью теоретических моделей.
Исследование также подтвердило, что звезда, расположенная в центре реликвии, является «звездой-зомби», пережившей взрыв сверхновой типа Iax.
Сверхновая типа Iax — чрезвычайно редкое событие неполного взрыва. В отличие от традиционных сверхновых, которые полностью уничтожают звезду, этот тип взрыва оставляет после себя оставшееся ядро. Pa 30 в настоящее время является единственным известным остатком сверхновой типа Iax в Млечном Пути. Хотя ученые находили подобные объекты и в других галактиках, Pa 30 — единственный случай, когда выжившую звезду наблюдали напрямую.
Предыдущие исследования предполагали, что Pa 30 могла образоваться в результате столкновения двух звезд-белых карликов. Белые карлики — это остатки эволюционировавших звезд с высокой плотностью и объемом, близким к размеру Земли, но чрезвычайно высокой массой. Когда два белых карлика сталкиваются, они могут вызвать редкий взрыв сверхновой типа Iax.
Во многих событиях сверхновых, поскольку взрыв не является полностью симметричным, выжившие объекты обычно приобретают скорость, подобную «отдаче», и сильно отталкиваются от центра взрыва. Однако исследовательская группа обнаружила, что сохранившиеся звезды в Ра 30 расположены почти точно в центре туманности, а скорости их бокового движения чрезвычайно малы.
Кайаццо объяснил, что сохранение импульса в физике означает, что если процесс взрыва очень симметричен, выброшенный материал также должен сохранять симметричное распределение, а оставшаяся звезда не получит значительной скорости отдачи. Измерения команды показали, что верхний предел боковой скорости звезды был настолько мал, что ее едва можно было увидеть, покидая место взрыва.
Это открытие дает важные ключи к пониманию того, как формируются сверхновые типа Iax.
Хотя сверхновые типа Iax встречаются редко, исследователи полагают, что в Млечном Пути может быть скрыто еще много таких реликвий. Каннингем отметил, что история людей, достоверно фиксирующих события звездных взрывов, насчитывает всего около тысячи лет, поэтому нельзя исключать наличие большого количества подобных целей, которые еще не открыты, а просто спрятаны в темных областях глубоко Млечного Пути.
Он сказал, что ученым очень повезло, что они имеют возможность изучать такое особое небесное тело сейчас, потому что этот взрыв не только произошел в исторический период, но и оставил после себя независимые записи наблюдений нескольких цивилизаций, предоставив ценные временные координаты для современной астрономии.
Исследовательская группа считает, что по мере того, как новое поколение больших телескопов будет продолжать использоваться, люди, как ожидается, откроют больше похожих систем «звезд-зомби». В то же время Па 30 также станет важным эталонным образцом для идентификации подобных объектов.
В настоящее время в Pa 30 все еще остается много неразгаданных загадок, например, как образуются газовые узлы с очень однородной структурой. Исследователи надеются использовать более глубокие наблюдения и анализ больших данных в будущем для отбора потенциальных целей в Млечном Пути и близлежащих галактиках.
Каннингем сказал, что современная астрономия вступила в эпоху больших данных, и уникальные характеристики, продемонстрированные Pa 30, помогут исследователям находить больше подобных реликвий на основе массивных данных наблюдений.
Кайаццо отметил, что по мере увеличения расстояния наблюдения небесные сигналы станут слабее и их будет сложнее различить. Хотя сверхновые типа Iax можно обнаружить в далеких галактиках, их остаточные структуры часто остаются неразгаданными. Поэтому такая сравнительно близкая и хорошо сохранившаяся цель, как Ра 30, представляет особую ценность. В будущем исследовательская группа планирует использовать уникальные свойства Pa 30 для продолжения поиска новых звезд, которые взорвались, но выжили в Млечном Пути и окружающих галактиках.
Комментарии