Тип сверхновой, который до сих пор существовал только в теории, выдвинутой 40 лет назад, наконец-то наблюдался «вживую» международной группой ученых благодаря совместной работе наземных и космических телескопов. Это открытие, опубликованное в журнале «Nature Astronomy», позволяет по-новому взглянуть на эволюцию звезд и их смерть, а также предлагает новую интерпретацию таинственного звездного взрыва, задокументированного в средние века...

Два типа сверхновых

До сих пор были известны два типа сверхновых.

Один из них происходит при коллапсе железного ядра звезд, масса которых более десяти солнечных масс. Когда у них заканчивается ядерное топливо, за долю секунды происходит схлопывания ядра в невероятно плотную нейтронную звезду либо черную дыру (в зависимости от массы звезды).

Другой — возникает в результате взрыва белого карлика, остатка звезды подобной Солнцу, в тесных двойных звездных системах, где белый карлик захватывает вещество у звезды-компаньона. Когда его масса достигает 1,4 массы Солнца, белый карлик взрывается как сверхновая и полностью испаряется.

Третий тип сверхновой

В 1980 году японский астроном Кеничи Номото из Токийского университета предположил, что может существовать третий промежуточный тип сверхновой – сверхновая с «электронным захватом». Источником взрывов нового типа, предположительно, является отдельный класс массивных звезд, имеющих массу от восьми до десяти солнечных, – суперасимптотические гигантские звезды.

Эти звезды являются недостаточно тяжелыми, чтобы вызвать коллапс железного ядра. Вместо этого у таких звезд останавливается процесс ядерного синтеза, когда их ядра начинают состоять из кислорода, магния и неона. При таком сценарии магний и неон в ядре начинают поглощать электроны, в результате чего ядро ​​изгибается под собственным весом и взрывается.

В последние десятилетия астрономы, опираясь на работу Номото, определили, какими характеристиками должна обладать сверхновая нового типа: звезды должны иметь значительную массу и потерять большую ее часть перед взрывом; масса, обнаруженная рядом с умирающей звездой, должна была иметь необычный химический состав, сверхновая с электронным захватом должна быть слабой; должен быть низкий уровень радиоактивных элементов, и ядро должно содержать элементы, богатые нейтронами.

Первая сверхновая третьего типа

Сверхновая SN 2018zd, идентифицированная в марте 2018 года в галактике NGC 2146, находящейся в 30 миллионах световых лет от Земли, похоже, обладает всеми этими характеристиками. Архивные изображения с телескопов «Хаббл» и «Спитцер» позволили найти и подробно изучить звезду-прародительницу сверхновой.


Наблюдения SN 2018zd хорошо согласуются с другой недавно идентифицированной звездой суперасимптотической ветви гигантов (SAGB) в нашей галактике. При этом они не согласуются с моделями красных сверхгигантов, прародителей обычных сверхновых с коллапсом железного ядра.

Ученые изучили все опубликованные данные о сверхновых и обнаружили, что, хотя некоторые из них имели несколько показателей, предсказанных для сверхновых с электронным захватом, только у SN 2018zd были все шесть предсказанных характеристик: очевидный прародитель звезда SAGB, сильная потеря массы перед взрывом, необычный химический состав, слабый взрыв, небольшая радиоактивность и ядро, богатое нейтронами.


«Я очень рад, что наконец-то обнаружена сверхновая с электронным захватом, существование которой я и мои коллеги предсказывали 40 лет назад. Это прекрасный случай сочетания наблюдений и теории», – сказал доктор Номото.

Разгадка старой загадки

Те же самые характеристики были обнаружены у другой сверхновой, той, которую в 1054 году нашей эры наблюдали в Млечном Пути и которая породила Крабовидную туманность. По словам китайских астрономов, взрыв был настолько ярким, что был виден даже в светлое время суток в течение 23 дней, а ночью в течение двух лет. До сих пор SN 1054 была лучшим кандидатом на роль сверхновой с захватом электронов, но были сомнения из-за того, что взрыв произошел почти тысячу лет назад.


Благодаря открытию SN 2018zd астрономы еще больше уверились в том, что сверхновая в 1054 году, породившая Крабовидную туманность, также была сверхновой с захватом электронов. Это объясняет, почему SN 1054 сияла так ярко: вполне вероятно, что вещество, выброшенное в результате взрыва, столкнулось с веществом, сброшенным звездой до взрыва – то же самое, что произошло с SN 2018zd.Источник: "Глубины космоса"