Нестабильная массивная голубая звезда исчезла в карликовой галактике
Анализ данных многолетних наблюдений за карликовой галактикой Кинмана позволил астрономам зафиксировать случай исчезновения в ней массивной яркой голубой переменной звезды. Она могла либо сколлапсировать в черную дыру без взрыва сверхновой, либо превратиться в звезду с более низкой светимостью, сообщается на сайте Европейской южной обсерватории.
Исследование массивных звезд позволяет ученым разобраться в целом ряде тем в астрофизике, таких как звездный нуклеосинтез или связь между сверхновыми и гамма-всплесками. Одной из интересных задач является исследование эволюции массивных звезд в средах с низкой металличностью, таких как карликовые галактики. Численные моделирования предсказывают, что некоторые очень массивные звезды с низкой металличностью могут в финале своей жизни превратиться в нестабильные яркие голубые переменные, а затем взорваться как сверхновые с образованием компактного объекта — нейтронной звезды или черной дыры. Чтобы подтвердить и дополнить эту гипотезу, необходимы новые данные, так как имеющихся на сегодняшний день данных наблюдений недостаточно.
Группа астрономов из Ирландии, США и Чили во главе с Эндрю Алланом (Andrew Allan) из Тринити-колледжа опубликовала результаты наблюдений за карликовой галактикой Кинмана (или PHL 293B), которая располагается в 75 миллионах световых лет от Солнца в созвездии Водолея, относится к классу BCD-галактик и имеет малую металличность. Наблюдения за PHL 293B проводились в 2019 году при помощи приемников ESPRESSO и X-shooter, установленных на телескопах комплекса VLT (Very Large Telescope) в Чили.
Более ранние спектроскопические наблюдения за галактикой Кинмана, проводившиеся в период с 2001 по 2011 год, указывали на наличие в ней нестабильной яркой голубой переменной звезды, которая генерировала мощный отток вещества. Однако новые наблюдения не выявили никаких признаков существования звезды. Используя новые данные наблюдений, а также архивные данные, полученные при помощи наземных обсерваторий и космического телескопа «Хаббл», астрономы промоделировали возможные процессы, которые привели к исчезновению звезды.
Оказалось, что существует два возможных сценария произошедшего. Предполагается, что изначально звезда была в фазе сильной вспышки, имела светимость в 2,5−3,5 миллионов Солнц и эффективную температуру 6000−6800 кельвин, а скорости потери массы звездой и звездного ветра оцениваются в 0,005−0,020 масс Солнца в год и 1000 километров в секунду соответственно. Затем звезда могла либо сколлапсировать в черную дыру без взрыва сверхновой, либо превратилась в звезду с более низкой светимостью, возможно окруженную толстой пылевой оболочкой.
Ожидается, что дальнейшие наблюдения за звездой, в том числе при помощи будущего телескопа ELT (Extremely Large Telescope), позволят разобраться в ее эволюции. Кроме того, ученые надеются отыскать новые подобные объекты в ходе анализа архивных данных наблюдений наземных обзоров неба, что поможет лучше разобраться в эволюции массивных звезд на заключительных стадиях их жизни.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы открыли редкую магнитную массивную звезду и нашли экстремально яркую сверхновую.
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.