Телескоп «Субару» открыл более 1800 кандидатов в сверхновые
Астрономы из США, Тайваня и Японии опубликовали результаты пятилетней программы наблюдений, проводившейся на телескопе «Субару». Им удалось открыть 1824 кандидатов в сверхновые самых разных типов за десять месяцев наблюдений, что позволяет сделать новые открытия в наблюдательной космологии и лучше понять процессы, приводящие к вспышкам сверхновых. Статья опубликована в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.
Открытия вспышек сверхновых звезд имеют большое значение в астрономии. Так, сверхновые типа Ia играют важную роль в наблюдательной космологии, позволяя определять расстояние до далеких галактик, в которых они находятся. Это необходимо для исследования Вселенной на больших значениях красного смещения (z), понимания скорости ее расширения и роли темной энергии. Однако количество открытых на сегодня сверхновых типа Ia при z>1 ограничено, так как глубокие обзоры проводятся только при помощи космического телескопа «Хаббл», поле зрения которого мало. Кроме того, за последние двадцать лет были обнаружены новые типы вспышек сверхновых, такие как «супер-Чандрасекар», гиперновые (SLSN), гравитационное линзирование сверхновой и быстро развивающиеся оптические транзиенты (FELT) и необходимы новые данные наблюдений, чтобы лучше понять процессы, итогом которых становятся подобные вспышки.
Группа астрономов из Японии, Тайваня и США опубликовала результаты пятилетней программы HSC-SSP (HSC Subaru Strategic Program survey), проводившейся на 8,2-метровом телескопе «Субару». Он оснащен 870-мегапиксельной цифровой камерой Hyper Suprime-Cam с широким полем зрения. Наблюдения проводились с ноября 2016 года по апрель 2017 года, для работы был выбран участок неба, который ранее использовался для обзора COSMOS. В дальнейшем проводились спектроскопические исследования новооткрытых объектов при помощи ряда наземных телескопов.
Итогом работы стало обнаружение 1824 кандидатов в сверхновые за десять месяцев наблюдений. Для сравнения, «Хабблу» понадобилось около десяти лет, чтобы обнаружить пятьдесят вспышек сверхновых, свет от которых шел до Земли более 8 миллиардов лет. 433 объекта классифицированы как сверхновые типа Ia, 58 из них находятся в галактиках, имеющих z>1. Также удалось найти почти десять кандидатов в SLSN, для которых z>1,8. Проведенный обзор стал одной из самых глубоких наблюдательных программ крупного участка неба, проведенных на сегодня, и позволяет изучать не только сверхновые типа Ia и SLSN, но и типа II, переменные звезды и активные галактические ядра.
Ранее мы рассказывали о том, как благодаря телескопу «Субару» астрономы обнаружили самый далекий кислород во Вселенной и проверили Общую теорию относительности на рекордных расстояниях.
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.