Ученые обнаружили самую тусклую сверхновую типа Iax

Viraj R. Karambelkar et al. / The Astrophysical Journal Letters, 2021

Астрономы обнаружили самую тусклую вспышку сверхновой типа Iax, пиковая светимость которой оказалась примерно в три раза ниже, чем у ближайшей к ней по яркости сверхновой того же типа. Механизм взрыва сверхновых типа Iax не до конца понятен, а потому их наблюдение представляет особый интерес для астрофизиков. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.

Вспышки сверхновых типа Ia происходят в двойных системах, в которой одна звезда всегда является белым карликом, а ее компаньон может быть любой звездой. Есть два основных механизма взрыва сверхновых этого типа. Первый представляет собой термоядерный взрыв вещества звезды, вызванный увеличением давления и температуры в ней из-за перетекания на белый карлик вещества звезды-компаньона. Взрыв происходит, когда масса белого карлика достигает определенного универсального значения, равного приблизительно 99 процентам от предела Чандрасекара, так что вспышки сверхновых типа Ia имеют примерно одну и ту же светимость, что позволяет астрономам использовать их в качестве стандартных свечей для определения расстояний до галактик, в которых вспышки сверхновых произошли. Вторым основным механизмом является столкновение двух белых карликов в двойной системе из этих звезд, что ведет к образованию белого карлика большей массы с давлением внутри звезды достаточным для инициации термоядерной реакции.

Недавно было предложено выделить отдельный класс сверхновых из типа Ia, названный Iax. Эти сверхновые имеют меньшую светимость, чем обычные сверхновые типа Ia, после их взрыва белый карлик сохраняется, а остатки вещества звезды после взрыва приобретают меньшую скорость. Механизм взрыва этих сверхновых отличается от обычного типа Ia тем, что термоядерная реакция происходит не во всем веществе белого карлика, а предположительно в 5–30 процентах от его объема. Примерно 31 процент от всех сверхновых типа Ia относится к типу Iax.

Группа астрофизиков из Великобритании, Ирландии, США, Франции и Швеции сообщила о результатах исследования сверхновой SN2021fcg типа Iax с аномально низкой светимостью, обнаруженной в 2019 году с помощью телескопа имени Самуэля Ошина. Сверхновая была обнаружена в спиральной галактике IC0512, находящейся на расстоянии около 27 мегапарсек от Млечного Пути. Спектры ее излучения, измеренные на 37 и 65 дни после максимума светимости очень хорошо совпали со спектрами трех других очень тусклых сверхновых типа Iax, которые были зарегистрированы ранее. Пиковая светимость SN2021fcg составила приблизительно 2,5×1040 эрг/сек, что приблизительно в три раза меньше, чем у ближайшей к ней по яркости сверхновой того же типа.

Астрофизиками были предложены два основных теоретических механизма взрыва тусклых сверхновых типа Iax. Первый вариант — это термоядерное горение гибридного белого карлика, состоящего из кислорода, магния, неона и углерода. Результаты моделирования этого механизма неплохо совпали с наблюдательными данными за предыдущими тремя тусклыми сверхновыми, но дали в несколько раз большую светимость, чем та, что была зарегистрирована у SN2021fcg. Второй механизм представляет собой слияние двух белых карликов, один из которых состоит из кислорода и углерода, а второй — из кислорода, магния и неона. В этом сценарии пиковая светимость тоже оказалась слишком низкой, но здесь дело может быть в том, что физики моделировали слияние белых карликов фиксированных масс, равных 1,1 и 1,2 массам Солнца, и изменение этих масс может привести к светимости, совпадающей с наблюдениями. В обоих случаях наличие кислородно-неонового слоя замедляет термоядерное горение, и это ведет к тому, что в термоядерной реакции участвует не все вещество белого карлика.

Для того чтобы более точно установить механизм взрыва тусклых сверхновых типа Iax, необходимы дальнейшие наблюдения. Телескоп имени Самуэля Ошина способен регистрировать такие сверхновые на расстоянии до 40 мегапарсек, однако основные надежды исследователей связаны со строящимся в настоящее время телескопом Веры Рубин, который сможет увеличить это расстояние до приблизительно 275 мегапарсек.

Ранее мы писали о наблюдении экстремально яркой сверхновой, звезда-прародитель которой образовалась при слиянии двух массивных звезд в одну.

Андрей Фельдман

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.