Радиоактивный кобальт разжег мертвую звезду

Группа астрономов под руководством Ора Граура из Нью-йоркского университета продемонстрировала, что причиной многолетней яркости сверхновых типа Ia является синтез и распад радиоактивного изотопа кобальта-57. Результаты исследований опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Вспышки сверхновых типа Ia происходят в двойных системах, в которых одной из звезд является белый карлик. Если белый карлик начинает притягивать вещество своего компаньона, то при достижении им определенной массы, называемой пределом Чандрасекара, происходит быстрая термоядерная реакция с выделением колоссального количества энергии.

Остаточная яркость сверхновых типа Ia обычно сопряжена с испусканием оптического и инфракрасного излучения из-за нагрева выброшенного звездного вещества. Этот нагрев, как считалось, происходит в результате последовательного распада изотопов ⁵⁶Ni и ⁵⁶Co и продолжается даже спустя 200 дней с момента взрыва. Согласно этой модели, сильное падение яркости должно происходить на 300-600 сутки. Однако медленное уменьшение яркости к 800 дню, как это наблюдалось, например, у сверхновой SN1992A, не соответствовало этой модели.

Ранее астрономы предположили, что продолжительное световое излучение связано с распадом изотопов ⁵⁷Co. Ученые решили проверить эту гипотезу, наблюдая за изменениями в кривых блеска сверхновой SN 2012cg, которая была открыта 17 мая 2012 года в галактике NGC 4424, удаленной от Земли на расстояние в 50 миллионов световых лет. Для фотометрических исследований они использовали широкоугольную камеру-3 на борту космического телескопа «Хаббл». Наблюдения проводились с декабря 2013 года по апрель 2015 года.

Ученые вычислили, как должно происходить уменьшение блеска сверхновой после 900 дней при распаде изотопа ⁵⁶Co. Как и следовало ожидать, они обнаружили, что наблюдаемые кривые блеска не соответствуют этой модели, и сверхновая теряла яркость гораздо медленнее. Зато распад изотопа ⁵⁷Co до ⁵⁷Fe приводит к излучению рентгеновских лучей и высокоэнергетических электронов, достаточных для разогрева выброшенного при взрыве звездного вещества. Это стало первым свидетельством того, что распад радиоактивного ⁵⁷Co может вносить существенный вклад в разогревание остатков сверхновой типа Ia.

Однако ученые рассматривают и альтернативное объяснение, которое заключается в том, что последние измерения яркости могли быть «загрязнены» световым эхом от соседних облаков межзвездной пыли. С учетом распада изотопа ⁵⁶Co итоговое световое излучение вполне соответствуют наблюдаемым данным. К сожалению, исключить такую возможность ученым пока не удалось. Чтобы решить эту проблему, подчеркивают астрономы, необходимы исследования других сверхновых типа Ia.

Александр Еникеев