Астрономы создали трехмерную модель сверхъяркой сверхновой
Астрономы создали первую трехмерную симуляцию сверхяркой сверхновой — объекта, который примерно в сто раз ярче типичной сверхновой. Свою модель они описали в статье в журнале Astrophysical Journal.
Вот уже более десяти лет сверхъяркие сверхновые остаются загадкой для астрономов. В то время как некоторые их характеристики отчасти схожи с характеристиками обычных сверхновых, они сияют на небе намного ярче — как минимум в десять раз. Полученные телескопами данные указывают на то, что существует несколько возможных механизмов образования подобных объектов. Один из них предполагает, что мощные вспышки возникают, когда в ходе коллапса массивной звезды образуется магнитар — быстро вращающаяся нейтронная звезда, чье магнитное поле в триллионы раз сильнее земного. Когда магнитар испускает ветер из разогнанных до высоких скоростей заряженных частиц, его вращение тормозится, а выделяющаяся при этом энергия разогревает окружающую материю и заставляет ее светиться ярче. Однако этот сценарий — лишь гипотеза, и чтобы лучше понять процессы, которые происходят со сверхъяркими сверхновыми, ученым необходимо трехмерное моделирование.
Группа исследователей из Австрии, США и Тайваня под руководством Ке-Чжун Чена (Ke-Jung Chen) из Академии Синика создали первую трехмерную гидродинамическую симуляцию сверхъяркой сверхновой. Они поместили магнитар радиусом около 10 километров в центр газопылевого образования радиусом примерно 15 миллиардов километров. Ученые отмечают, что подобные работы требуют большой вычислительной мощности, поэтому они использовали суперкомпьютер, принадлежащий Национальному энергетическому научно-исследовательскому вычислительному центру.
С помощью модели астрономы проследили за эволюцией объекта в течение первых 200 дней после его формирования, что позволило им наблюдать образование ударной волны на этапе взрыва и ускорение окружающий материи магнитарным ветром. Симуляция показала, что в остаточной оболочке сверхъярких сверхновых возникают гидродинамические неустойчивости, причем на двух масштабах. Первые происходят в пузыре горячей материи, разогретой магнитаром, а вторые возникают, когда ударная волна молодой сверхновой сталкивается с газом и пылью в межзвездном пространстве. Из-за этого остаточное вещество перемешивается намного сильнее, чем в случае с обычной сверхновой, что может определять спектр и кривую блеска события.
Кроме того, группа Ке-Чжуна обнаружила, что магнитар может ускорять кальций и кремний, которые выбрасываются при взрыве молодой сверхновой, до 12 тысяч километров в секунду, что объясняет, почему в спектрах, полученных при наблюдениях, их эмиссионные линии расширены. Также они определили, что энергия даже слабых магнитаров может ускорить элементы подгруппы железа, которые обычно спрятаны в глубине остатка сверхновой, до 5-7 тысяч километров в секунду, и тогда становится ясно, почему железо наблюдается на ранних этапах вспышек сверхновых, например таких, как SN 1987A. Ученые долгое время не могли найти объяснение этому феномену.
Недавно астрономы сообщили об обнаружении самой яркой и высокоэнергетичной сверхновой из известных на сегодняшний день. Суммарная энергия, выделившаяся объектом, оказалась в сотни раз больше, чем в случае обычных сверхновых.
Кристина Уласович
Это молодые звезды, еще не вышедшие на главную последовательность
Астрономы нашли наблюдательные доказательства того, что одним из типов неопознанных космических источников высокоэнергетического гамма-излучения могут быть молодые звезды типа Т Тельца в областях звездообразований. Гамма-кванты рождаются во время очень мощных рентгеновских вспышек на таких звездах. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Молодые звездные объекты малой массы способны генерировать рентгеновское излучение, причем их активность в этом плане может быть больше, чем у звезд главной последовательности. В частности, звезды типа Т Тельца обычно демонстрируют быстропеременное жесткое рентгеновское излучение. Предполагается, что мощные рентгеновские мегавспышки, иногда возникающие на таких объектах из-за пересоединения магнитных силовых линий и нагревающие плазму, могут быть идеальными кандидатами в зоны ускорения частиц до релятивистских энергий и, как следствие, источниками гамма-излучения. Если эта идея, выдвинутая в 2011 году, верна, то можно объяснить природу ряда неопознанных источников гамма-излучения, найденных космическим телескопом «Ферми» в областях звездообразования Млечного Пути. Группа астрономов во главе с Агостиной Филокомо (Agostina Filócomo) из Университета Насьональ де Рио-Негро — Седе Атлантика (UNRN — Sede Atlántica) представила наблюдательные доказательства этой теории. Она проанализировала данные наблюдений за источниками гамма-квантов в диапазоне энергий от ста мегаэлектронвольт до трехсот гигаэлектронвольт в отражательной туманности NGC 2071 в созвездии Ориона, полученные за 14 лет работы телескопа «Ферми» Ученые определили со статистической значимостью 3,2 сигмы, что в туманности есть непостоянный по времени (был активен около двух лет) источник гамма-излучения, порождавший кванты с энергиями выше ста гигаэлектронвольт. NGC 2071 представляет собой область звездообразования, содержащую популяцию протозвезд малой массы, поэтому исследователи считают, что именно мегавспышки звезд Т Тельца могут порождать высокоэнергетическое гамма-излучение. Оценка частоты подобных явлений — одно каждые 13,2 года при энергии вспышек 1037—1038 эрг. Однако стоит отметить, что, хотя в настоящее время это единственный сценарий, хорошо объясняющий данные наблюдений, он требует дальнейшей наблюдательной проверки. Ранее мы рассказывали о том, как выглядят пылевые «крылья» у звезды типа Т Тельца.