Астрономы получили самые полные образцы спектра сверхновой
Китайские ученые получили наиболее полные образцы кривой блеска и спектра сверхновой на сегодняшний день, сообщается в журнале The Astrophysical Journal. В будущем это поможет точнее оценить массу никеля, которая выбрасывается во время взрыва сверхновых типа Ia, наложить ограничения на количество водорода, а также построить более качественные модели.
Последние три десятилетия сверхновые типа Ia используются как стандартные свечи, с помощью которых астрономы оценивают расстояния в космосе. Стандартными свечами они называются потому, что их светимость на пике практически одинакова, и видимая яркость таких сверхновых зависит лишь от расстояния до наблюдателя. В прошлом благодаря этому свойству ученые открыли ускоряющееся расширение Вселенной.
Считается, что сверхновые типа Ia рождаются в двойных системах результате взрыва белого карлика, который превысил предел Чандрасекара (он приблизительно равен 1,4 массы Солнца). Однако точные детали процесса ученым не известны: согласно одной версии белый карлик постепенно аккрецирует вещество звезды-компаньона; согласно другой, вспышка происходит при слиянии двух белых карликов.
Чтобы понять лежащие в основе подобных вспышек механизмы, необходимы качественные данные. Поэтому группа астрономов под руководством Вана Линьчжи из Южно-Американского центра астрономии Китайской академии наук изучила сверхновую SN 2017cbv в спиральной галактике NGC 5643 в созвездии Волка, которая была открыта в марте 2017 года. Астрономы начали наблюдения за объектом в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне за 16 дней до взрыва и продолжали до 125 дней после. Кроме того, они также получили его спектр в ближнем инфракрасном диапазоне в период с 18 дней до взрыва и до 45 дней после.
Анализ показал, что пиковая звездная величина сверхновой при наблюдении в синей области спектра составила 11.7. Спустя 15 дней она упала до 12.7, что можно сравнить с яркостью самого яркого квазара из известных на сегодняшний день. Во время взрыва было синтезировано примерно 0,73 солнечных массы изотопа никеля 56Ni, что соответствовало предсказаниям исследователей. Кроме того, ученые наложили ограничения на максимальную массу водорода, который белый карлик мог «перетянуть» с соседней звезды — она не превышает 0,1 массы Солнца.
Полученные образцы кривой блеска и спектра SN 2017cbv стали самыми полными для одиночной сверхновой на сегодняшний день благодаря тому, что охватывают такой большой временной промежуток. Это дает возможность использовать их в качестве золотого стандарта для сравнительных исследований других сверхновых.
Недавно астрономам удалось во второй раз в истории увидеть ультрафиолетовое свечение после взрыва сверхновой Ia, а несколькими годами ранее они обнаружили самый далекий подобный объект.
Кристина Уласович
Его происхождение остается загадкой
Астрономы подтвердили открытие новой нептуноподобной экзопланеты, которая оказалась рекордно плотной среди подобных тел. TOI-1853b может представлять собой практически лишенное атмосферы ядро из воды и горных пород, а также попадает в «пустыню нептунов». Статья опубликована в журнале Nature. Экзопланеты, сравнимые по размерам с Нептуном, могут обладать разным составом и внутренней плотностью в зависимости от эволюционного пути, расстояния до звезды и активности процесса потери атмосферы. Они могут представлять собой тела с твердым ядром и толстой водородно-гелиевой атмосферой, а могут быть планетами, содержащими большое количество воды, демонстрировать обилие горных пород и даже иметь тонкую атмосферу. Группа астрономов во главе с Луки Напониелло (Luca Naponiello) из Римского университета Тор Вергата сообщила об открытии нового представителя нептуноподобных экзопланет TOI-1853b, который сильно выделяется по своим свойствам от других подобных тел. Первоначально его обнаружил космический телескоп TESS, затем открытие было подтверждено по данным наземных телескопов MuSCAT2, ULMT, SOAR и LCOGT, обсерваторий «Джемини-Север» и Кека, а также спектрографа HARPS-N. Родительская звезда относится к спектральному классу K2.5 V, она находится в 544 световых годах от Солнца и обладает массой 0,837 массы Солнца и радиусом 0,808 радиуса Солнца. Вокруг нее по орбите с периодом 1,24 дня и длиной большой полуоси 0,0213 астрономической единицы обращается экзопланета с радиусом 3,46 радиуса Земли и массой 73,2 массы Земли. Это дает значение средней объемной плотности в 9,74 граммов на кубический сантиметр, что примерно в шесть раз больше, чем у Нептуна. Внутренний состав TOI-1853b лучше всего описывается моделью ядра, состоящего из воды и горных пород, лишенного газовой оболочки или обладающего незначительной газовой оболочкой из водорода и гелия. Расчетное характерное давление в недрах экзопланеты может в 50 раз превышать давление на границе ядра и мантии Земли, таким образом, ядро может быть металлическим и окруженным мантией, богатой водой в виде льда или в виде сверхкритического флюида. TOI-1853b также попадает в центр «пустыни нептунов» — зоны дефицита нептуноподобных короткопериодных экзопланет, происхождение которой остается предметом споров. Объяснить образование такой экзопланеты сложно из-за значительного содержания в ней тяжелых элементов. В частности, ростTOI-1853b только за счет аккреции планетезималей из льда и горных пород кажется малореальным. Возможно, в системе в прошлом произошло высокоскоростное столкновение между двумя массивными протопланетами, или же TOI-1853b изначально была массивным гигантом с атмосферой, а затем потеряла большую часть массы из-за приливного разрушения вблизи периастра во время орбитальной миграции с высоким эксцентриситетом на раннем этапе жизни системы. Ранее мы рассказывали о том, как мини-нептун не смог объяснить необычное радиоизлучение от спокойного красного карлика.