Анализ туманности, оставшейся после взрыва сверхновой Тихо, указывает на то, что ее предок не мог быть горячим и ярким. Это означает невозможность аккреционного сценария образования сверхновой. В состав международного коллектива астрофизиков, выполнивших исследование, входит ученый из России. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Сверхновая SN 1572 вспыхнула осенью 1572 года в созвездии Кассиопеи и была зарегистрирована и тщательно исследована датским астрономом Тихо Браге. Современный анализ исторической кривой блеска, рентгеновского излучения остатков звезды и спектра светового излучения окружающей место взрыва пыли позволил заключить, что сверхновая принадлежит к типу Ia. Тем не менее, механизм ее образования до сих пор окончательно не установлен.
Теоретические модели сверхновых типа Ia делятся на две большие категории. В аккреционном сценарии белый карлик медленно растет в массе, отбирая материал у своего компаньона, достигает чандрасекаровского предела и коллапсирует. В альтернативном сценарии предел достигается в результате слияния двух белых карликов после сбрасывания углового момента за счет излучения гравитационной волны. До сих пор не было выяснено, по какому сценарию происходило образование сверхновой Тихо. В частности, не ясно, где располагался центр исходной двойной системы.
Обычно исследование природы взрыва сверхновых типа Ia основывается на анализе предвзрывных изображений галактик или других объектов, находящихся недалеко от звезды. Такой анализ накладывает некоторые ограничения на температуру и яркость системы непосредственно перед взрывом, однако он не может ничего сказать о более ранней эволюции системы. К тому же его не всегда можно провести.
В своей работе ученые предлагают альтернативный способ. Он заключается в поиске и анализе оставшихся после взрыва фотоионизированных туманностей (авторы называют их «окаменелости» — «fossils»). Характерный размер такой туманности определяется радиусом Стрёмгрена и зависит от ионизирующей светимости звезды и плотности окружающего межзвездного вещества.
Размер туманности, оставшейся после взрыва SN 1572, известен и составляет около трех парсек, что позволяет вычислить верхнюю границу для светимости и, соответственно, температуры предка сверхновой Тихо. При средней плотности межзвездного вещества около одной частицы на сантиметр кубический расчеты приводят к результату 105 кельвинов. При меньшей плотности межзвездного вещества ограничения даже более жесткие.
В аккреционном сценарии белые карлики должны проходить через долгоживущую (приблизительно сто тысяч лет или больше) горячую фазу устойчивого ядерного горения вещества на поверхности звезды с эффективными температурами 105 — 106 кельвинов и светимостями 1037 — 1038 эрг в секунду в момент перед взрывом. Таким образом, сверхновая Тихо не могла образоваться по аккреционному сценарию. Это значит, что она возникла в результате слияния двух белых карликов или какого-нибудь более сложного сценария.
Сверхновая Тихо — не единственная звезда, о природе которой спорят астрономы. Например, у другой сверхновой, находящейся от нас на расстоянии трехсот миллионов световых лет, та же проблема: одна группа ученых утверждает, что она образовалась по аккреционному сценарию, а другая — что в результате слияния двух белых карликов.
Дмитрий Трунин
Они находятся в толстом диске и гало Млечного Пути
Астрономы при помощи телескопа «Джеймс Уэбб» отыскали 21 кандидата в ранее неизвестные холодные коричневые карлики, которые находятся в толстом диске и гало Млечного Пути. Работа показывает, что глубокие обзоры неба для наблюдений за далекими галактиками могут быть полезны и при поиске далеких и тусклых субзвездных объектов. Препринт опубликован на сайте arXiv.org. Исследования очень маломассивных (менее 0,07 массы Солнца) звезд и коричневых карликов, представляющих собой субзвездные объекты, важны для понимания того, как различается внутренняя структура объектов в зоне перехода между планетами-гигантами и звездами, эволюции двойных звездных систем и звездного населения Млечного Пути. Однако, чем холоднее такие тела, тем труднее их искать, особенно если дело касается коричневых карликов, излучение от которых лежит, в основном, в инфракрасном диапазоне. Группа астрономов во главе с Кевином Хейнлайном (Kevin N. Hainline) из Обсерватории Стюарда опубликовала результаты поиска кандидатов в коричневые карлики в фотометрических данных глубоких обзоров неба JADES и CEERS в рамках исследований галактик и скоплений галактик, полученных инфракрасным телескопом «Джеймс Уэбб» при помощи камеры NIRCam. Итоговая выборка найденных кандидатов в коричневые карлики спектральных типов T и Y включает в себя 21 объект, они находятся на расстояниях от 360 до 13700 световых лет от Солнца. Четыре кандидата могут находиться в гало Млечного Пути, остальные представляют собой население толстого диска галактики. Эффективные температуры карликов составляют 500–1200 кельвинов, а радиусы варьируются от 0,075 до 0,13 радиуса Солнца. Для семи кандидатов исследователи установили наличие собственного движения с направлением, совпадающим с плоскостью галактики, что доказывает, что они не имеют внегалактической природы. Ранее мы рассказывали о том, где был обнаружен коричневый карлик горячее фотосферы Солнца.