Это помог определить «Джеймс Уэбб»
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» помог выяснить, что свойства Крабовидной туманности вписываются в модель маломассивной сверхновой с коллапсом железного ядра лучше, чем в модель сверхновой, вызванной захватом электронов. В этом случае масса ее звезды-прародителя может составлять 9–10,5 масс Солнца. Статья опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.
Вспышка сверхновой, породившей Крабовидную туманность, была замечена китайскими астрономами в 1054 году. Это один из самых изученных остатков сверхновых, который сыграл важную роль в понимании механизмов взрывов массивных звезд, физики нейтронных звезд и их взаимодействия с окружающим веществом. В центре туманности, обладающей сотовой структурой из волокон, находится пульсар, порождающий плерион и зону ускорения частиц до огромных энергий.
Однако до сих пор не до конца ясно, как выглядел прародитель Крабовидной туманности и каков был механизм взрыва. Оценки массы газа, сосредоточенной в нитевидных структурах туманности, дают массу звезды-прародителя в примерно девять масс Солнца, при этом относительно низкая расчетная кинетическая энергия взрыва в сочетании с измеренным химическим составом туманности говорят в пользу модели сверхновой, вызванной захватом электронов (Electron-capture supernova, ECSN). В вырожденных кислород-магний-неоновых ядрах звезд-прародителей из суперасимптотической ветви гигантов коллапс, ведущий к взрыву, вызывается захватом электронов ядрами неона и магния. Однако при этом свойства туманности могут согласоваться и с другими моделями, включая взрыв за счет коллапса ядра, содержащего железо.
Группа астрономов во главе с Теа Темим (Tea Temim) из Принстонского университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений за Крабовидной туманностью инструментов NIRCam и MIRI «Джеймса Уэбба», которые отслеживали пространственное распределение в остатке ионов серы, кислорода, железа, пыли и интенсивности синхротронного излучения, чьим источником выступает плерион. Ученые также сравнивали полученные данные с архивными данными наблюдений за туманностью при помощи других телескопов.
Исследователи определили, что наиболее теплая пыль содержится в самых внешних волокнах и распределяется вдоль волокон, а наиболее холодная пыль содержится в глубине волокон. Границы плериона, создаваемого потоками заряженных частиц от пульсара, очерчены множеством волокон, распределенных в виде широкой полосы, ориентированной вдоль тороидальной структуры плериона, которая более размыта вдоль длинной оси туманности, при этом заметное изменение спектрального индекса синхротронного излучения во внутренней и внешней частях плериона можно объяснить ускорением частиц во внешней ударной волне.
Текущая оценка соотношения содержания никеля к железу в остатке в 3–8 раз превышает аналогичное соотношение для Солнца, что укладывается либо в модель сверхновой типа ECSN, с массой прародителя 8–9 масс Солнца, либо в модель маломассивной сверхновой с гравитационным коллапсом железного ядра, с массой прародителя 9–10,5 масс Солнца. Однако если рассматривать обе модели в контексте приобретаемой при взрыве скорости движения нейтронной звезды, то для сверхновой типа ECSN эти скорости составят до нескольких десятков километров в секунду, что намного меньше, чем в случае наблюдательных данных для пульсара в Крабовидной туманности, дающих скорость в 160 километров в секунду. Таким образом, либо здесь действовал альтернативный механизм (например, анизотропное излучение нейтрино), либо Крабовидная туманность действительно родилась при вспышке маломассивной сверхновой с коллапсом железного ядра.
Ранее мы рассказывали о том, как ученые отыскали первого надежного кандидата в сверхновые типа ECSN в другой галактике.
Зато помог установить наилучшее ограничение на их параметры
Физики из эксперимента LUX-ZEPLIN (LZ) не увидели частиц темной материи за 280 дней набора данных. Зато установили рекордное ограничение на их параметры при помощи двухфазного детектора на жидком ксеноне. Об этом ученые сообщили на конференциях TeV Particle Astrophysics и LIDINE 2024, а также в пресс-релизе на сайте Национальной лаборатории в Беркли.