Сверхновая

Ученые из Университета Цинхуа в Пекине с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории впервые в истории зафиксировали форму взрыва сверхновой в самый ранний момент — когда ударная волна только прорывалась сквозь поверхность массивной звезды.

На протяжении миллионов лет массивная звезда находится в равновесии между гравитацией, тянущей вещество внутрь, и давлением от термоядерного синтеза, толкающим вовне. Когда топливо в ядре заканчивается, это равновесие нарушается. Центр звезды коллапсирует под собственным весом, окружающие слои обрушиваются внутрь, отскакивают и порождают мощную ударную волну, несущуюся наружу. Когда эта волна достигает поверхности, высвобождается колоссальная энергия — звезда резко вспыхивает и становится видимой как сверхновая. Этот краткий момент прорыва звездной поверхности длится всего несколько часов.

Сверхновая SN 2024ggi была обнаружена 10 апреля 2024 года в галактике NGC 3621 на расстоянии около 22 миллионов световых лет от Земли в созвездии Гидры. Руководитель исследования И Ян из Университета Цинхуа понял всю важность события и сразу подал заявку на наблюдение. Уже через 26 часов после открытия телескоп был направлен на взорвавшуюся звезду.

Используя метод спектрополяриметрии с помощью инструмента FORS2, астрономы впервые смогли определить геометрию взрыва на этой очень краткой стадии, которая занимает несколько часов. Данные показали, что первоначальный выброс материи имел форму, напоминающую маслину, с четко выраженной осевой симметрией. По мере расширения взрыва и столкновения с окружающим веществом форма становилась более плоской, но центральная ось симметрии оставалась неизменной. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Разрыв оболочки

Взорвавшаяся звезда была красным сверхгигантом массой примерно в 12-15 раз больше Солнца и радиусом в 500 раз больше солнечного. «Геометрия взрыва сверхновой предоставляет нам фундаментальную информацию об эволюции звезд и физических процессах, приводящих к этим космическим фейерверкам», — объясняет Ян.

Соавтор исследования, астроном Европейской южной обсерватории Дитрих Бааде отмечает: «Первые наблюдения Очень большого телескопа зафиксировали фазу, когда вещество, ускоренное взрывом вблизи ядра звезды, прорывалось через ее поверхность. В течение нескольких часов мы наблюдали и звезду и геометрию ее взрыва».

Открытие позволяет исключить некоторые существующие модели рождения сверхновых и поможет отыскать общий физический механизм, управляющий взрывами массивных звезд.

Источник

«Мы вступаем в эпоху, когда мы сможем автоматически фиксировать эти редкие события по мере их возникновения, а не только постфактум».

Астрономы наблюдали, возможно, первый известный случай взрыва массивной звезды при взаимодействии с черной дырой. Это открытие может привести к появлению совершенно нового класса звездных взрывов.

Событие, получившее название SN 2023zkd, было впервые обнаружено в июле 2023 года Центром изучения нестационарных процессов Цвикки в Калифорнии. Оно расположено в галактике со слабым звездообразованием, расположенной примерно в 730 миллионах световых лет от нас. Оно было обнаружено новой системой искусственного интеллекта (ИИ), созданной для отслеживания необычных космических событий в режиме реального времени. Раннее оповещение позволило телескопам по всему миру и в космосе немедленно начать наблюдения, запечатлевая событие с самых ранних стадий, говорится в заявлении.

«2023zkd демонстрирует одни из самых явных признаков взаимодействия массивной звезды со спутником в годы, предшествовавшие взрыву», — говорится в заявлении Эшли Виллар, доцента астрономии Гарвардского университета в Массачусетсе и соавтора нового исследования. «Мы полагаем, что это может быть частью целого класса скрытых взрывов, которые ИИ поможет нам обнаружить».

Поначалу SN 2023zkd казалась типичной сверхновой: яркой вспышкой, сигнализирующей о смерти массивной звезды, которая медленно затухает . Но спустя несколько месяцев астрономы заметили, что она снова стала ярче. Анализируя архивные данные, они обнаружили, что система постепенно увеличивала яркость в течение примерно 1500 дней — примерно четырёх лет — до взрыва. Столь продолжительная предвзрывная фаза встречается редко, и это говорит о том, что звезда находилась под сильным гравитационным воздействием.

Исследователи утверждают, что наиболее вероятным объяснением является то, что звезда была заперта на орбите с чёрной дырой. Данные, полученные из кривых блеска и спектров, указывают на то, что звезда пережила два крупных извержения за годы до своей гибели, выбрасывая огромное количество газа. Первый пик яркости взрыва пришёлся на момент, когда взрывная волна столкнулась с разреженным материалом, а второй пик, возникший несколько месяцев спустя, был вызван более медленным, продолжительным столкновением с плотным облаком в форме диска.

Со временем гравитация черной дыры могла дестабилизировать звезду , подтолкнув ее к коллапсу.

Другая возможность, по мнению команды, заключается в том, что чёрная дыра уничтожила звезду до того, как та смогла взорваться естественным образом. В этом случае свет сверхновой, врезавшись в окружающий газ, стал бы источником её обломков. В любом случае, результатом стала бы одна, более тяжёлая чёрная дыра.

«SN 2023zkd является самым убедительным на сегодняшний день доказательством того, что столь тесное взаимодействие действительно может привести к взрыву звезды», — заявил в своем заявлении ведущий автор исследования Александр Гальяно, научный сотрудник Института искусственного интеллекта и фундаментальных взаимодействий.

«Мы уже давно знаем, что большинство массивных звезд находятся в двойных системах, но запечатлеть процесс обмена массой незадолго до взрыва — невероятно редкая возможность».

По словам астрономов, полученные результаты демонстрируют, как ИИ может своевременно обнаруживать редкие космические события для детального изучения. Они также указывают на роль, которую будут играть в следующем десятилетии такие новые объекты, как обсерватория Веры К. Рубин , благодаря её способности документировать всё южное небо каждые несколько ночей со своей точки обзора в чилийских Андах.

В сочетании с обнаружением на основе искусственного интеллекта в режиме реального времени наблюдения, собранные обсерваторией Рубина, позволят астрономам идентифицировать и изучать больше этих редких, сложных событий, помогая составить более четкую картину того, как массивные звезды живут и умирают в двойных системах.

«Мы вступаем в эпоху, когда мы можем автоматически фиксировать эти редкие события по мере их возникновения, а не просто постфактум», — заявил Гальяно. «Это означает, что мы наконец-то можем начать связывать воедино то, как живёт звезда, и то, как она умирает, и это невероятно интересно».

Это исследование описано в статье, опубликованной в среду (13 августа) в Astrophysical Journal.

Ее свет должен был достичь нашей планеты где-то в конце XVII века. Однако в исторических хрониках нет никаких записей об этом событии. Существует предположение, что незадолго до взрыва звезда выбросила большое количество вещества. Оно плотно окутало ее и поглотило свет от вспышки.

...оставив после себя эту огромную туманность под названием Вуаль

DEM L249 — след сверхновой типа Ia в Большом Магеллановом облаке в 160 000 световых годах от нас. Белый карлик взорвался, перетянув слишком много вещества со своей соседки.

Изображение остатка сверхновой SNR 0509-67.5, полученное с Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской Южной Обсерватории, предоставляющее первое фотографическое свидетельство двойной детонации сверхновой.

Разрозненные клочья газа и пыли — след последнего аккорда массивной звезды, завершившей своё существование грандиозным взрывом примерно 40000 лет назад.

SNR G65.3+5.7 - это один из самых больших на небе остатков сверхновой. По длинной оси он вытянулся на четыре угловых градуса, или аж на восемь диаметров полной Луны. Считается, что сверхновая, его породившая, вспыхнула порядка 20 000 лет назад. SNR G65.3+5.7 удалён от нас на 3000 световых лет в направлении созвездия Лебедь

Вспышка появилась в небе Земли в мае 1006 года и стала самой яркой сверхновой в истории. Её было видно в дневном небе на протяжении месяца. По яркости SN 1006 превосходила Венеру на 3 звёздные величины и сияла как четверть полной Луны. В некоторых исторических источниках указывалось, что при свете сверхновой ночью даже можно было читать. И самое интересное: нитраты, образовавшиеся в атмосфере Земли под воздействия гамма-излучения SN 1006, были найдены во льдах Антарктиды.

Она расположена на расстоянии 4500 световых лет от нас в созвездии Кентавра. Для получения этого кадра, фотографу потребовалось накапливать свет почти 19 часов. 

В ближайшие месяцы до сентября 2024 года ожидается весьма редкое астрономическое явление - вспышка новой звезды в системе T Coronae Borealis (T CrB), расположенной на расстоянии 3000 световых лет от Земли. Согласно прогнозам, система переживет вспышку новой, в результате чего ее яркость станет доступной для наблюдения невооруженным глазом. Столь нечастое событие, последний раз зафиксированное в 1946 году, временно повысит видимую яркость системы до уровня Полярной звезды, предоставив уникальную возможность для наблюдений.

Данное редкое небесное явление обещает осветить наши небеса в ближайшее время вспышкой новой звезды в системе T Coronae Borealis, что станет поистине беспрецедентным событием.

Обычно невидимая невооруженным глазом тусклая система звездной величины +10, как ожидается, вспыхнет до яркости величины +2, сравнимой с Полярной звездой Полярис. Столь драматическое увеличение яркости позволит наблюдать систему T Coronae Borealis на ночном небе примерно в течение недели, после чего она потускнеет, и ее следующее появление в подобном великолепии может не произойти еще 80 лет.

Возможность наблюдать вспышку новой в T Coronae Borealis представляет собой уникальную возможность для изучения, способную привлечь внимание не только специалистов в области астрофизики, но и всех любителей наблюдения ночного неба. Благодаря высокой яркости, даже жители городских районов, обычно страдающих от светового загрязнения, смогут увидеть это небесное явление.

Грядущая вспышка новой в системе T Coronae Borealis объясняется тем, что она является двойной системой, состоящей из белого карлика и красного гиганта. Уникальное взаимодействие между этими небесными телами приводит к накоплению вещества на поверхности белого карлика, в конечном итоге инициируя термоядерную реакцию, наблюдаемую с Земли как вспышка новой звезды.

Данное событие предоставляет редкую возможность наблюдения ночного неба и дает бесценные сведения о жизненных циклах звезд и управляющих ими процессах.

Джонатан Блейзек, доцент физики Северо-Восточного университета, подчеркивает важность подобных явлений как для любителей астрономии, так и для астрофизического сообщества. Он поясняет, что вспышка новой в системе T Coronae Borealis является наглядным примером переноса массы в двойных звездных системах, приводящего к взрывным результатам, процесса, имеющего центральное значение для понимания таких космических событий, как сверхновые.

Сверхновые, особенно типа 1а, играют ключевую роль в исследовании Вселенной, предоставляя стандартизированную меру яркости, помогающую в ее изучении.

"Эта повторяющаяся новая является одной из пяти в нашей галактике", - отмечает Лорен Перкинс из Центра космических полетов NASA Маршалл.

"Это происходит потому, что T Coronae Borealis представляет собой двойную систему, состоящую из белого карлика и красного гиганта. Звезды находятся достаточно близко друг к другу, чтобы по мере нестабильности красного гиганта, вызванной повышением температуры и давления, приводящей к выбросу его внешних слоев, белый карлик собирал это вещество на своей поверхности. В конечном итоге мелкая плотная атмосфера белого карлика нагревается настолько, что вызывает неконтролируемую термоядерную реакцию, которая и порождает наблюдаемую с Земли вспышку новой звезды".

https://watchers.news/2024/03/22/upcoming-nova-explosion-in-t-crb-star-system-offers-rare-night-sky-event/

LFBOT ((Luminous Fast Blue Optical Transients) или "светящийся быстрый синий оптический переходный процесс". Это яркое взрывное событие, очень похожее на взрыв сверхновой или гамма-всплес, очень яркое в оптическом диапазоне , но нарастает и затухает намного быстрее других типов взрывов, к тому же и спектр смещён в синий диапазон.

Такие процессы очень интересуют астрономов, т.к. они не только редки, но не изучены. Пока считается подвидом сверхновых в которой процессы происходят в тысячу раз быстрее, чем у типичных сверхновых. К тому же всё что ранее фиксировалось из этой категории происходило в местах с активным звездообразованием внутри галактик.

Тут же эту вспышку наблюдал телескоп "Хаббл" в течении всего нескольких дней (сверхновые обычно вспыхивают на недели и месяцы). Она получила обозначение AT2023fhn. Основной её загадкой оказалось то, что вспышка находилась в 50 000 св. лет от крупной галактики и в 15 000 св. лет от маленькой галактики.

Это перечеркнуло все модели, пытающиеся объяснить природу LFBOT, т.к. в этом месте просто нет "материала" для подобного события.

Единственным правдоподобным объяснением стало предположение о том, что это была тесная пара нейтронных звёзд, которые, в конце концов слились. Для более детального исследования решили озадачить инфракрасный телескоп "Джеймс Уэбб", надеются, что он всё-таки увидит к-либо объяснение этой загадке

Основной источник, картинки оттуда же.