«Хаббл» увидел самую далекую звезду
Астрономы при помощи космического телескопа «Хаббл» и метода гравитационного микролинзирования открыли звезду, существовавшую во времена, когда возраст Вселенной составлял около 4,4 миллиардов лет, что делает ее далекой звездой, известной на сегодняшний день. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy, кратко о ней рассказывается на сайте телескопа.
Эффект гравитационного линзирования возникает из-за того, что астрономический объект своим гравитационным полем искажает и усиливает свет фонового объекта во время прохождения между ним и наблюдателем. Существенно искривить направление распространения электромагнитного излучения способны массивные «линзы», вроде галактик или их скоплений, что позволяет увидеть объекты, лежащие за «линзой». Микролинзирование, в отличие от слабого и сильного гравитационного линзирования, при кратковременном усилении яркости не вызывает наблюдаемого искажения формы фонового источника и может быть вызвано компактным объектом — обычной или нейтронной звездой, либо черной дырой звездной массы.
Открытие новой звезды было сделано случайно группой астрономов во главе с Патриком Келли (Patrick Kelly) в апреле 2016 года. Исследователи при помощи «Хаббла» вели наблюдения в инфракрасном диапазоне за скоплением галактик MACS J1149- 2223, чтобы обнаружить очередную предсказанную вспышку сверхновой SN Refsdal. Это первая сверхновая, чей взрыв наблюдался при помощи эффекта гравитационного линзирования. Она получила свое название в честь норвежского астрофизика Сюра Рефсдаля (Sjur Refsdal), в 1964 году предсказавшего возможность определения масс галактик и постоянной Хаббла по наблюдениям гравитационного линзирования сверхновых. Во время работы, в поле зрения телескопа неожиданно появился точечный источник света, получивший обозначение Lensed Star 1 (LS1). В октябре 2016 года астрономы обнаружили еще один точечный источник, Lev16B, который был немного смещен от первоначального и может быть либо еще одним изображением LS1, либо другой звезды.
Анализ данных наблюдений показал, что LS1 либо одиночная звезда-сверхгигант спектрального класса В, либо двойная система, но при этом это не звездное скопление или другая группа звезд. Звезда находится в той же галактике, где наблюдалась одна из вспышек сверхновой SN Refsdal, на расстоянии около 7,9 ± 0,5 килопарсек от ядра галактики. Значение красного смещения для галактики-хозяина составляет z = 1,49. Температура внешних слоев звезды оценивается в 11000-14000 Кельвинов. Предполагается, что появление второго точечного источника света было вызвано компактным объектом, с массой более трех масс Солнца, находившемся между нами и звездой.
Ранее мы рассказывали о том, как гравитационная линза показала сразу четыре момента жизни одной сверхновой, помогла открыть потенциально новый тип сверхновых и обнаружить тысячи планет за пределами Млечного Пути.
Александр Войтюк
Однако открытие еще предстоит подтвердить
Астрономы обнаружили кандидата во вспышку сверхновой типа Ia с двойной детонацией — им стала сверхновая SN 2022joj, обнаруженная в 2022 году. Предполагается, что детонация внешней тонкой гелиевой оболочки белого карлика повлекла за собой вторичную детонацию ядра. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Вспышки сверхновых типа Ia возникают, когда на белом карлике из-за превышения по массе предела Чандрасекара происходит термоядерный взрыв. Такая ситуация может возникнуть, когда белый карлик аккрецирует вещество звезды-компаньона в двойной системе или при слиянии двух белых карликов. В астрономии такие сверхновые играют важную роль, помогая определять расстояния до далеких галактик и выступая как источники большинства элементов группы железа (от титана до цинка), встречающихся во Вселенной. Группа астрономов во главе с Эстефанией Падильей Гонсалес (Estefania Padilla Gonzalez) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре опубликовала результаты анализа данных фотометрических и спектроскопических наблюдений наземных и космических телескопов за необычной сверхновой SN 2022joj типа Ia, которая была обнаружена наземной системой телескопов ZTF 8 мая 2022 года. Галактикой-хозяином сверхновой стала небольшая карликовая галактика, расположенная на расстоянии 105,2 мегапарсек от Солнца. В отличие от других сверхновых типа Ia, SN 2022joj демонстрировала исключительно красный цвет, начиная с одиннадцатого дня вспышки и до момента достижения максимальной яркости, в дальнейшем поток излучения стал смещаться к синему концу спектра. Сравнение кривой блеска и спектров SN 2022joj с различными моделями сверхновых выявило хорошее согласование с моделью двойной детонации. В ней углеродно-кислородный белый карлик с массой до предела Чандрасекара накапливает вблизи своей поверхности гелий в достаточном количестве, чтобы в гелиевой оболочке произошла детонация, порождающая ударную волну, которая, в свою очередь, инициирует детонацию ядра карлика. Такая картина может иметь место для белых карликов, аккрецирующих вещество звезды-компаньона, или для случая слияния углеродно-кислородного белого карлика с маломассивным гелиевым белым карликом. В случае SN 2022joj данные наблюдений вписываются в модель двойной детонации с массой белого карлика околосолнечной массы, обладающего тонкой гелиевой оболочкой с массой 0,01-0,02 массы Солнца. Применимость модели толстой гелиевой оболочки (более 0,05 массы Солнца) оказалась хуже. Раннее покраснение вспышки в этом случае можно объяснить образованием элементов группы железа во внешней оболочке белого карлика. Однако идея о том, что SN 2022joj действительно можно отнести к сверхновой типа Ia с двойной детонацией, нуждается в дополнительном подтверждении новыми моделированиями, так как есть несоответствия. В частности, модели предсказывают яркие эмиссионные линии [Ca II] в спектре, в то время как в спектре SN 2022joj наблюдается сильное излучение [Fe III]. Ранее мы рассказывали о том, как сверхновая 1181 года вписалась в модель слияния двух белых карликов.