Откуда берутся сверхновые?

Астрономы долгое время полагали, что это взрывающиеся звёзды, но проанализировав серию изображений исследователи из Центра тёмной космологии (Dark Cosmology Centre), Университета Нильса Бора (Niels Bohr Institute), Университета Копенгагена, Дания, и из Королевского университета в Белфасте (Queen's University Belfast), Великобритания, доказали, что две умирающие красные звезды-сверхгиганта произвели сверхновую. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Звезда – гигантский шар раскалённого газа и внутри её невероятно горячего центра атомы водорода объединяются, образуя гелий, который в последствии формирует углерод, другие тяжёлые элементы и, в результате, железо. После того как все атомы в центре превращаются в железо, топливо иссякает и звезда умирает. Когда гигантские и массивные звезды, как минимум в восемь раз массивнее нашего Солнца, погибают, они взрываются как сверхновые.

Но некоторые массивные звёзды сначала становятся красными звёздами-сверхгигантами, это промежуточная фаза, где, после того, как в центре кончается топливо, в оболочке, окружающей теперь уже мёртвое ядро, продолжает производиться энергия. В этой фазе звезда раздувается до невероятных размеров, приблизительно в 1500 раз больше солнца, и излучает столько же света, сколько сотни тысяч солнц. Однако было сомнение относительно того, взрываются ли красные сверхгиганты как сверхновые.

С помощью снимков космического телескопа Хаббл и обсерватории Gemini Observatory Джастин Монд (Justyn R. Maund), астрофизик из Центра тёмной космологии, Университета Нильса Бора, Университета Копенгагена, и астрофизик Стивен Смартт (Stephen J. Smartt) из Королевского университета в Белфасте, исследовали две звезды, которые взорвались как сверхновые. Проанализировав архивные снимки той же части неба задолго до взрывов, исследователи смогли увидеть, какие звезды могли стать сверхновыми. Но выделить отдельные звёзды в удалённой вселенной сложно, и установить точно, какая именно звезда взорвалась – очень трудная задача.

Сверхновая остаётся видимой в небе некоторое время после взрыва до того как её гигантские облака пыли и газа рассеиваются. Тогда учёные могут исследовать область вокруг положения сверхновой несколько лет спустя после взрыва сверхновой и могут точно увидеть, какая из звёзд исчезла.

Для одной из сверхновых, SN1993J, которая взорвалась в 1993, им удалось выяснить, что красный сверхгигант больше не существует, но его соседняя звезда осталась на месте. Кроме того, они обнаружили, что красный сверхгигант, который теоретически должен был произвести сверхновую SN2003gd, так же исчез. Этот простой, но долговременный метод, устанавливает, что именно эти два красных сверхгиганта произвели сверхновые 2003J и 2003gd, и подтверждает, что красные сверхгиганты образуют сверхновые II типа.

Монд и Смартт нашли недостающее звено между красными звёздами-сверхгигантами и их сверхновыми, позволив астрономам больше узнать о том, как умирают звёзды. Смерть звёзд – крайне важный процесс для понимания происхождения химических элементов во Вселенной, что, в конечном итоге, помогает понять формирование планет и жизни.

Туманность Краба – результат взрыва сверхновой II типа, который наблюдали китайские астрономы 1054. Туманность состоит из внешних частей красных сверхгигантов, который взорвался после того, как сжёг всё своё топливо. Туманность продолжает расширяться в окружающее межзвёздное пространство со скоростью несколько тысяч километров в секунду. В центре туманности находится нейтронная звезда, которая является разрушившимся центральным мёртвым ядром взорвавшейся звезды. (Фото: Hubble Space Telescope)