Обнаружен новый тип сверхновых звезд

Наступила пора радикального пересмотра классификации сверхновых звезд. Причиной этого явились новые данные, характеризующие яркие вспышки сверхновых во Вселенной. Далеко идущие и важные открытия становятся чрезвычайно злободневными, поскольку они связаны с определением вселенских расстояний. Ученые также сообщили об обнаружении 25 мини-сверхновых.

Фото: Иллюстрация: Christine Pulliam/CfA

Астрофизики привычно типизировали сверхновые, разделяя их на две большие группы — одна группа объединяла звезды-гиганты массой от 10 до 100 солнечных масс, стремительно проживающие свою сверхзвездную жизнь, завершающуюся мощнейшим взрывом и порождающие в термоядерных процессах все элементы химической таблицы Менделеева.

Во вторую группу объединяли белые карлики — скромные звезды с массой, превышающей знаменитый предел Чандрасекара, установленный будущим нобелевским лауреатом еще в юности. Эта блестящая теоретическая идея прошла трудный путь к признанию и подтверждению, она и легла в основу определения сверхновых типа Ia — эти звезды предположительно обладают типичной одинаковой максимальной светимостью вспышки из-за сходства масс белых карликов, взрывающихся как сверхновая при достижении предельной массы, которая определяется пределом Чандрасекара.

Полагали, что постоянство параметра массы белых карликов определяет идентичность проявлений взрывов таких сверхновых звезд. Отсюда следовал важный вывод: использовать вспышки этих сверхновых для измерения расстояний до их галактик. Поскольку светимость сверхновых типа Ia одинакова, то при наблюдениях с Земли отличия светимости напрямую связаны с расстояниями до сверхновых. Если же со сверхновыми типа Ia возможны варианты светимости, тогда целый ряд расстояний до отдаленных галактик измерен неверно! Механизм взрыва мини-сверхновых должен отличаться от обычного, но вот детали таких отличий нам пока не до конца ясны.

Ученые углубились в исследования особенностей взрывов сверхновых типа Ia и выявили много поразительных отличий от принятой типовой картины. Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) сообщили об открытии нового типа сверхновой и назвали ее Iax. Они вспыхивают не ярче обычных сверхновых (укладываются в рамки принятых стандартов), иногда они бывают даже более тусклыми, и при их взрыве выделяется меньше энергии, чем при взрыве стандартной сверхновой типа Ia. Но разительное отличие взрыва Iax состоит в том, что взрывные события не уничтожают полностью исходную звезду-прародителя. Эта особенность характерным образом отделяет тип Iax от всех видов сверхновых звезд.

"Сверхновая типа Iax — это на самом деле мини-сверхновая звезда, — говорит ведущий автор исследования Райан Фоли (Ryan Foley). — Это карлик в выводке сверхновых".

Читайте также: Окрестности Сатурна похожи на музей

Научный коллектив, возглавляемый Фоли, сообщает о нахождении 25 объектов мини-сверхновых. Все они найдены в молодых звездных системах, и ни один подобный объкт не обнаружен в эллиптических галактиках, где представлены старые звезды, как типовое звездное наполнение эллиптических галактик. Скорее всего тип сверхновых Iax родом из молодых звездных систем — таково заключение исследователей. Несовершенство и неполнота взрывов белых карликов может быть обусловлена реальными физическими причинами следующего свойства: по наблюдательным данным, такие взрывы происходят в двойных системах, где один компонент — это белый карлик, а второй -обычная, часто гелиевая звезда, утратившая водород своих внешних слоев.

Гравитация белого карлика обеспечивает поступление к нему от соседней звезды гелия, увеличение массы приводит к достижению предела Чандрасекара, после чего происходит взрыв сверхновой типа Iax. Каков механизм необычного взрыва типа Iax ? Можно предполагать взрыв наружного гелиевого слоя, где при накоплении массы и росте давлений и температур возникает гелий-гелиевая термоядерная реакция, или, напротив, стимулируется реакция внутри самого белого карлика при возрастании массы в виде гелиевой оболочки.

Согласно проведенным расчетам, энергии такого взрыва недостаточно полного уничтожения исходного белого карлика. Это неожиданное и кардинальное отличие от случаев всех известных сверхновых звезд, когда родительское светило исчезало полностью как объект. Его взрывные остатки, разнесенные во всех направлениях, служат источником тяжелых элементов: железа в нашей крови и ядре Земли, и кальция в наших костях и известняке осадочных пород, золота и платины, не подверженных окислению, тяжелых радиоактивных элементов с различными периодами полураспада…

Читайте также: Астрономы прощаются с "Гершелем"

С новым типом все иначе: "Такая звезда может быть избита и изранена, однако она способна выжить", — утверждает Райан Фоли. По расчетам группы исследователей Фоли, количество таких звезд — около трети от обычных сверхновых типа Ia. Но их обнаружение связано с большими сложностями. Их яркость невелика, иногда она может быть в сто раз меньше, чем у традиционных сверхновых. "Сверхновые типа Iax не редкие, возможно, они просто тусклые, — поясняет астрофизик. — Более тысячи лет человечество наблюдает сверхновые, и все это время этот новый класс прятался в тени".

Теперь будет значительно легче и целенаправленнее проводить поиск нового типа сверхновых звезд, если есть убедительные подтверждения возможности их существования, и обнаружить их — задача будущего.

Подготовлено по материалам Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"