Ударная волна сверхновой прошла через оболочку звезды-прародителя
Астрономы при помощи космического телескопа «Кеплер» смогли разобраться в природе кратковременных вспышек, получивших название FELT (Fast-Evolving Luminous Transient). Выяснилось, что свечение может быть вызвано прохождением ударной волны от сверхновой сквозь оболочку из выброшенного ранее вещества звезды-прародителя. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy, кратко о ней рассказывается в пресс-релизе на сайте NASA.
Основная миссия телескопа «Кеплер» — поиск экзопланет методом транзитной фотометрии. За первые три года работы аппарат обнаружил более 3,5 тысячи кандидатов в экзопланеты, причем большинство из них были небольшими планетами, превосходящими Землю по размеру менее чем в три раза. Однако он помогает делать открытия и в других областях астрофизики, например, обнаруживать вспышки сверхновых. Так, в 2011 году были открыты сверхновые KSN 2011a и KSN 2011d, причем ученым впервые удалось увидеть момент, когда взрывная волна достигает поверхности звезды.
Еще одна вспышка, получившая обозначение KSN 2015K, была зарегистрирована телескопом в 2015 году в ходе своей дополнительной миссии К2, которая продолжается до сих пор. В дальнейшем это было подтверждено данными наземных наблюдений, проведенных телескопами SkyMapper и DECam. Источник вспышки находится в рукаве спиральной галактики 2MASX-J13315109-1044061 со вспышкой звездообразования, расположенной на расстоянии 410 мегапарсек. Вспышка достигла пиковой яркости за два дня и полностью исчезла из поля зрения через 25 дней. После анализа данных KSN 2015K причислили к типу быстроразвивающихся оптических транзиентов или FELT (Fast-Evolving Luminous Transient).
Типичные вспышки сверхновых можно разделить на две группы. Тип II — взрывы массивных звезд, таких как красные сверхгиганты. Их яркость снижается достаточно плавно со временем, например, кривая блеска сверхновых типа IIP имеют «плато». Другой распространенный тип сверхновой имеет обозначение Ia, он представляет собой термоядерный взрыв белого карлика, если его масса превысит предел Чандрасекара. Яркость таких вспышек падает со временем гораздо быстрее. События типа FELT имеют пиковые светимости, сравнимые со сверхновыми типа Ia, однако достигают максимума яркости менее чем за десять дней и исчезают из виду меньше, чем за месяц. За последнее десятилетие было обнаружено всего несколько вспышек такого типа, которые нелегко объяснить традиционными моделями сверхновых, однако существует множество теорий, объясняющих FELT, например послесвечение гамма-всплеска или сверхновая, связанная с магнетаром.
В случае события KSN 2015K модель вспышки, наиболее хорошо согласующаяся с наблюдениями, представляет собой взаимодействие расширяющейся ударной волны от взрыва сверхновой с «коконом» из вещества, выброшенного звездой незадолго до гибели. Сам «кокон» мог образоваться из внешней оболочки звезды-прародителя в двойной системе или из-за интенсивной потери массы за счет звездного ветра, а наилучшим кандидатом на роль звезды-прародителя называются звезды из асимптотической ветви гигантов.
В ближайшие несколько месяцев у телескопа «Кеплер» закончится топливо, и он завершит свою миссию. Ранее мы рассказывали о том, как с помощью «Кеплера» астрономы нашли три суперземли у холодного карлика, «сестру» Солнечной системы и необычную связь между химическим составом звезды и окружающими ее планетами.
Александр Войтюк
Это первый известный гидрид металлов в атмосферах экзопланет
Астрономы при помощи наземных телескопов достоверно обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Это первый случай подтвержденного открытия гидрида металлов в атмосферах экзопланет. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Линии гидридов и оксидов металлов используются астрофизиками при спектроскопических исследованиях атмосфер очень холодных звезд и коричневых карликов для их классификации и определения некоторых свойств — например, металличности или наличия облаков. Горячие экзогиганты могут обладать температурой, сравнимой с температурой коричневых карликов (а порой и звезд), поэтому в них тоже можно найти оксиды и гидриды металлов, которые влияют на свойства их атмосфер, например, вызывают температурную инверсию. Неоднократные поиски на горячих и теплых экзопланетах гидридов железа и хрома уже давали интересные кандидатуры, однако эти результаты основаны на спектроскопии низкого разрешения, что затрудняет достоверную идентификацию различных соединений и не позволяет сделать однозначных выводов. Группа астрономов во главе с Лаурой Флэгг (Laura Flagg) из Корнеллского университета сообщила об однозначном обнаружении гидрида хрома (CrH) в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений высокого разрешения, проведенных при помощи спектрографов GRACES и UVES, установленных на наземных телескопах «Джемини-Север» и VLT. Наблюдения велись в 2017 и 2022 году, во время транзитов планеты по диску звезды. Масса WASP-31b оценивается в 0,478 массы Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, она совершает один оборот вокруг своей звезды спектрального класса F5 за 3,4 дня и обладает равновесной температурой 1481 кельвин, а также очень низкой плотностью. Ранее в атмосфере экзопланеты уже был обнаружен гидрид хрома, однако тогда данные казались не до конца убедительными — статистическая значимость открытия составила 3,3 сигма. В текущем исследовании статистическая значимость обнаружения гидрида хрома составляет 5,6 сигма, что делает WASP-31b первой экзопланетой с подтвержденным наличием гидрида металла. Авторы отмечают, что текущие возможности наземной спектроскопии высокого разрешения для поисков гидридов и оксидов металлов на других экзопланетах ограничены и для новых открытий стоит использовать космические телескопы, такие как «Джеймс Уэбб», а также будущие крупные наземные телескопы следующего поколения. Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали барий, самарий и тербий в атмосферах ультрагорячих юпитеров — это самые тяжелые найденные на сегодня элементы в атмосферах экзопланет.