Астрономы впервые обнаружили достоверного кандидата в сверхновые типа ECSN, вызываемые захватом электронов в ядре звезды-прародителя. Им стала SN2018zd, которая вспыхнула весной 2018 года в далекой спиральной галактике NGC 2146 и удовлетворяет всем критериям типа ECSN. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Вспышки сверхновых, вызываемые захватом электронов (Electron-capture supernova, ECSN), были теоретически предсказаны около 40 лет назад. Их прародителями считаются звезды с массой 8–10 масс Солнца из суперасимптотической ветви гигантов (SAGB), которые обладают вырожденным ядром из кислорода, неона и магния. Когда в ядре начинается захват электронов ядрами неона и магния, то инициируется гравитационный коллапс ядра и происходит взрыв. Однако до сих пор было найдено ни одного надежного кандидата в подобные сверхновые, это связано не только с недостатком данными наблюдений, но и с неточностями в теоретических предсказаниях. До недавнего времени лучшим кандидатом на роль остатка сверхновой типа ECSN была Крабовидная туманность.
Группа астрономов во главе с Даичи Хирамацу (Daichi Hiramatsu) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре сообщила об открытии первого надежного кандидата в сверхновые типа ECSN. Им стала SN2018zd, которая была обнаружена 2 марта 2018 года на окраине спиральной галактики NGC 2146, расположенной на расстоянии 31,3 миллиона световых лет от Солнца в созвездии Жирафа. Первоначально вспышку классифицировали как богатую водородом сверхновую типа II, в дальнейшем ее причислили к типу II-P, у которого кривая блеска обладает плато.
Исследователи проанализировали данные наблюдений за вспышкой при помощи наземных и космических телескопов, а также провели ряд моделирований, и нашли несколько доказательств того, что SN2018zd может быть отнесена к типу ECSN. Ученые определили, что околозвездная среда вокруг звезды характеризуется высоким содержанием гелия, углерода и азота и низким содержанием кислорода, что подходит под SAGB-звезду в качестве прародителя сверхновой. Звезда активно теряла массу со скоростью 0,01 массы Солнца в год в течение последних 10 лет перед взрывом, что больше, чем ожидаемая потеря массы через звездный ветер, предполагается, что убыль массы происходила через извержения. Спектры сверхновой и кривая блеска также подходят под модель взрыва SAGB-звезды с массой 9 масс Солнца. Таким образом, SN2018zd соответствует всем критериям типа ECSN. Предполагается, что в ходе подобных взрывов образуются маломассивные быстровращающиеся нейтронные звезды, образующие пик в районе 1,25 масс Солнца в распределении нейтронных звезд по массам.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы отыскали первого кандидата в галактические сверхновые типа Iax и прародителя сверхновой SN 2019yvr, которая была отнесена к типу Ib.
Александр Войтюк