«Кеплер» впервые увидел начало вспышки сверхновой

Международная группа астрономов под руководством Питера Гарнавича (Университет Нотр Дам в Индиане) обнаружила в данных «Кеплера» свидетельства двух вспышек сверхновой, наблюдавшихся телескопом с момента взрыва. Это первые подобные наблюдения взрыва сверхновых в видимом спектре, в частности, ученым впервые удалось увидеть момент, когда взрывная волна достигает поверхности звезды. Исследование принято к публикации в Astrophysical Journal (препринт), кратко о нем сообщает NASA.

Авторы изучили данные телескопа, собранные за трехлетний период — в объектив «Кеплера» попало свыше 500 галактик, что соответствует 50 триллионам звезд. Среди массива снимков, каждый из которых отвечал 30-минутному промежутку времени, ученые искали свидетельства сильных вспышек. Два таких события удалось обнаружить в данных, соответствующих 2011 году, они получили названия KSN 2011a и KSN 2011d.

Одна из важнейших характеристик взрыва сверхновой — то, как меняется свечение объекта с течением времени. Для выбранных вспышек кривая, достигнув максимума, слегка спадала и выходила на плато, после которого звезда продолжала снижать яркость. Это характерный признак сверхновых типа II-P. 

Астрономы детально рассмотрели момент начала роста яркости KSN 2011d. Оказалось, что перед резким ростом на кривой есть дополнительный острый пик. Его существование было предсказано ранними работами — авторы связывают быструю вспышку с моментом, когда волна взрыва сверхновой достигает поверхности красного гиганта. Продолжительность этого свечения физики-теоретики оценивали в  20 минут, поэтому увидеть этот процесс стало возможно лишь благодаря непрерывной съемке, которую вел «Кеплер».

Сверхновые II-P загораются в тот момент, когда массивные (свыше 4-8 масс Солнца) звезды исчерпывают свое ядерное топливо и энергии, выделяемой в центре светила оказывается недостаточно для того, чтобы поддерживать внешнюю оболочку. Гравитация заставляет вещество звезды коллапсировать (падать «само на себя»), и, в момент коллапса происходит взрыв. К моменту исчерпания топлива светила превращаются в красных сверхгигантов. К примеру, наблюдавшиеся звезды до вспышки имели радиус в 300 (KSN 2011a) и 500 (KSN 2011d) солнечных. 

В момент, когда ударная волна сверхновой KSN 2011d достигла поверхности светила, его яркость превысила яркость Солнца в 130 миллионов раз, последующий рост светимости доводит эту величину до миллиарда. Но эти величины на порядки меньше, чем у сверхновых-рекордсменов. К примеру, светимость ASASSN-15lh, обнаруженной летом 2015 года, превысила светимость всего Млечного Пути.

Владимир Королёв