Открывая древнюю тайну: ученые обнаружили новый тип сверхновой

Сверхновые обычно подразделяются на два основных типа: с термоядерным коллапсом и коллапсом железного ядра, пишет Tech Explorist.

Термоядерная сверхновая — это взрыв звезды белого карлика после того, как она приобретает вещество в двойной звездной системе. 

Сверхновая с коллапсом железного ядра возникает, когда у массивной звезды, масса которой более чем в десять раз превышает массу Солнца, заканчивается ядерное топливо, и ее железное ядро разрушается, создавая черную дыру или нейтронную звезду. Между этими двумя основными типами сверхновых находятся сверхновые с захватом электронов.

Теории о существовании сверхновых с захватом электронов возникали в течение четырех десятилетий, но их примеры в реальном мире оставались неуловимыми. 

Впервые ученые из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре в обсерватории Лас-Камбрес обнаружили первые убедительные доказательства существования этого нового типа сверхновой. 

Открытие также проливает свет на тысячелетнюю тайну известной сверхновой в прошлом. В 1054 г. н.э., в Млечном Пути произошла сверхновая, которая, прежде чем стать Крабовидной туманностью, была настолько яркой, что ее можно было наблюдать в дневное время со всех уголков планеты.

Считается, что сверхновые с захватом электронов образовались в результате взрывов массивных звезд суперасимптотической ветви гигантов (SAGB). В этой сверхновой, некоторые электроны в кислородно-неонео-магниевом ядре врезаются в атомные ядра при взаимодействии захвата электронов.

Это удаление электронов заставляет ядро звезды прогибаться под его весом и коллапсировать, в результате чего образуется сверхновая, захватывающая электроны. 

В своем исследовании ученые использовали несколько телескопов по всему земному шару и над ним. Они обнаружили много необычных характеристик сверхновой SN 2018zd. Некоторые из этих характеристик наблюдались у сверхновой впервые. Помогло то, что сверхновая находилась всего в 31 миллионе световых лет — в галактике NGC 2146. 

Это позволило группе просмотреть архивные снимки, сделанные космическим телескопом Хаббла до взрыва, и различить вероятную звезду-предшественницу до того, как она взорвалась. 

Наблюдение согласовывались с другой недавно идентифицированной звездой SAGB в Млечном Пути, но противоречили моделям красных сверхгигантов, предшественников обычных сверхновых с коллапсом железного ядра. 

Исследователи проанализировали все опубликованные данные о сверхновых. Они обнаружили, что у некоторых из них было несколько показателей, предсказанных для сверхновых, захватывающих электроны, но только у SN 2018zd имелись все шесть: очевидным предшественником была SAGB, сильная потеря массы до сверхновой, необычный звездный химический состав, слабый взрыв, низкая радиоактивность и ядро, богатое нейтронами. 

"Я очень рад, что наконец была открыта сверхновая, захватывающая электрон, которая, как мы с коллегами и предсказывали, могла существовать и иметь связь с Крабовидной туманностью 40 лет назад. Я очень ценю огромные усилия, которые мы приложили для получения этих наблюдений. Это отличный пример сочетания наблюдений и теории", — заключил Кен Номото из Физико-математического института имени Кавли Токийского университета.

Более того, изучение сверхновой также учит ученых и фундаментальной физике: как образуются некоторые нейтронные звезды, как живут и умирают экстремальные звезды, а также о том, как создаются и рассеиваются по Вселенной элементы, из которых состоят все люди.