Астрономы отыскали кислородное кольцо в остатке сверхновой в соседней галактике

Астрономы создали трехмерную модель распределения вещества в остатке сверхновой SNR 0540-69.3, расположенной в Большом Магеллановом Облаке. Звезда взорвалась 1146 лет назад, а сам остаток ассиметричен и состоит из трех основных частей, среди которых выделяется богатая кислородом кольцеобразная структура. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Остатки сверхновых представляют собой расширяющиеся диффузные туманности, содержащие выброшенное при взрыве звезд вещество. Благодаря их исследованиям астрономы могут понять механизмы вспышек сверхновых и то, как выглядели звезды-прародители, а также узнать больше о звездном нуклеосинтезе и взаимодействии ударных волн с межзвездным веществом. В частности, трехмерное моделирование взрывов массивных звезд показало важность гидродинамической нестабильности для запуска ударной волны, движущейся во внешние слои звезды, которая приводит к неравномерному выбросу вещества и формированию ассиметричного остатка сверхновой.

SNR 0540-69.3 представляет собой остаток сверхновой, расположенный в Большом Магеллановом Облаке — галактике-спутнике Млечного Пути. Возраст остатка составляет около одной тысячи лет, его часто называют двойником Крабовидной туманности, поскольку он содержит в себе нейтронную звезду-пульсар, окруженную плерионом. Однако многие свойства SNR 0540-69.3 не похожи на свойства Крабовидной туманности, расположенной в Млечном Пути. В частности, он богат кислородом, а прародитель сверхновой был массивнее, чем прародитель Крабовидной туманности. 

Группа астрономов во главе с Йозефин Ларссон (Josefin Larsson) из Королевского технологического института представила результаты трехмерного моделирования остатка сверхновой SNR 0540-69.3. Наблюдения за остатком велись при помощи инструментов MUSE и X-shooter, установленных на комплексе телескопов VLT в Чили.

Исследователи выделили три основных излучающих компонента в ассиметричном остатке сверхновой. Первым стал внутренний плерион, где преобладает пульсарный ветер, а вещество  движется со скоростями 1000 километров в секунду. Он состоит из комковатых колец со схожей морфологией, которые окружают внутреннюю полость. Было замечено, что излучение кислорода регистрируется немного дальше, чем излучение S, Ar и Fe в некоторых направлениях. Вторым основным компонентом остатка стало cлабое, протяженное излучение в линии [O III], окружающее плерион, в котором преобладает кольцевая структура. Наконец, третьим компонентом стала быстродвижущаяся водородная «капля»— яркое пятно излучения в линиях Hα и Hβ, расположенное к юго-востоку от пульсара, которое демонстрирует скорости движения вещества в диапазоне 1500-3500 километров в секунду.

Ученые определили кинематический возраст остатка в 1146±116 лет. Кислородное кольцо интерпретируется как выброс вещества в ходе взрыва, а не результат потери массы звездой до стадии сверхновой. При этом форма кольца может быть связана с влиянием пульсара, параметрами звезды-прародителя, ассиметрией взрыва или особенностями околозвездной среды. Обнаружение излучения остатка в линиях Hα и Hβ подтверждает тип сверхновой SNR 0540 как взрыва типа II — гравитационный коллапс массивной звезды. Дальнейший анализ наблюдений MUSE и X-shooter позволит построить модель звезды-прародителя и взаимодействия пульсара с окружающей туманностью.

Ранее мы рассказывали о том, как выглядит трехмерная модель туманности Медуза — остатка сверхновой, который находится в Млечном Пути.

Александр Войтюк