Відкриваючи давню таємницю: учені виявили новий тип наднової
Експерти виявили докази нового типу зоряного вибуху — наднової з електронним захопленням. Хоча в теорії вони існують уже 40 років, досі не було реальних прикладів.
Наднові зазвичай поділяються на два основних типи: з термоядерним колапсом і колапсом залізного ядра, пише Tech Explorist.
Термоядерна наднова — це вибух зірки білого карлика після того, як вона набуває речовини в подвійній зоряній системі.
Наднова з колапсом залізного ядра виникає, коли в масивної зірки, маса якої в понад десять разів перевищує масу Сонця, закінчується ядерне паливо, і її залізне ядро руйнується, створюючи чорну діру або нейтронну зірку. Між цими двома основними типами наднових розташовані наднові із захопленням електронів.
Теорії про існування наднових із захопленням електронів виникали протягом чотирьох десятиліть, але їх приклади в реальному світі залишалися невловимими.
Уперше вчені з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі в обсерваторії Лас-Камбрес виявили перші переконливі докази існування цього нового типу наднової.
Відкриття також проливає світло на тисячолітню таємницю відомої наднової в минулому. У 1054 р н.е. в Чумацькому Шляху сталася наднова, яка, перш ніж стати Крабоподібною туманністю, була настільки яскравою, що її можна було спостерігати в денний час з усіх куточків планети.
Вважається, що наднові із захопленням електронів утворилися в результаті вибухів масивних зірок суперасимптотичної галузі гігантів (SAGB). У цій надновій деякі електрони в киснево-неонео-магнієвому ядрі врізаються в атомні ядра при взаємодії захоплення електронів.
Це видалення електронів змушує ядро зірки прогинатися під його вагою і колапсувати, у результаті чого утворюється наднова, що захоплює електрони.
У своєму дослідженні вчені використовували кілька телескопів по всій земній кулі і над ним. Вони виявили багато незвичайних характеристик наднової SN 2018zd. Деякі з цих характеристик спостерігалися в наднової вперше. Допомогло те, що наднова перебувала всього за 31 мільйон світлових років — у галактиці NGC 2146.
Це дозволило групі переглянути архівні знімки, зроблені космічним телескопом Хаббла до вибуху, і розрізнити ймовірну зірку-попередницю до того, як вона вибухнула.
Спостереження узгоджувалися з іншою недавно ідентифікованою зіркою SAGB у Чумацькому Шляху, але суперечили моделям червоних надгігантів, попередників звичайних наднових з колапсом залізного ядра.
Дослідники проаналізували всі опубліковані дані про найновіші. Вони виявили, що в деяких з них було кілька показників, передбачених для наднових, що захоплюють електрони, але тільки в SN 2018zd були всі шість: очевидним попередником була SAGB, сильна втрата маси до наднової, незвичайний зоряний хімічний склад, слабкий вибух, низька радіоактивність і ядро, багате нейтронами.
"Я дуже радий, що нарешті була відкрита наднова, що захоплює електрон, яка, як ми з колегами і передбачали, могла існувати і мати зв'язок з Крабоподібною туманністю 40 років тому. Я дуже ціную величезні зусилля, які ми доклали для отримання цих спостережень. Це відмінний приклад поєднання спостережень і теорії", — підсумував Кен Номото з Фізико-математичного інституту імені Кавлі Токійського університету.
Більше того, вивчення наднової також навчає вчених і фундаментальної фізики: як утворюються деякі нейтронні зірки, як живуть і вмирають екстремальні зірки, а також про те, як створюються і розсіюються по Всесвіту елементи, з яких складаються всі люди.