Сверхновая - это редкое и удивительное событие. Поскольку эти интенсивные взрывы имеют место только тогда, когда массивная звезда достигает конечной стадии своей эволюционной продолжительности жизни - когда она исчерпала все свое топливо и претерпевает коллапс ядра - или когда белый карлик в двойной системе звезды потребляет своего спутника, он может Свидетельством тому является большая привилегия.
Но недавно международная команда астрономов засвидетельствовала что-то, что может быть даже более редким - событие сверхновой, которое, казалось, происходило в замедленной съемке. В то время как сверхновые в своем роде (SN Type Ibn) обычно характеризуются быстрым нарастанием до пиковой яркости и быстрым снижением, этой конкретной сверхновой требуется беспрецедентно много времени, чтобы достичь максимальной яркости, а затем она постепенно исчезает.
Ради своего исследования исследовательская группа, в которую входили члены из Великобритании, Польши, Швеции, Северной Ирландии, Нидерландов и Германии, изучала событие типа Ibn, известное как OGLE-2014-SN-13. Считается, что взрывы такого типа являются результатом того, что массивные звезды (которые потеряли свою внешнюю оболочку из водорода) претерпевают коллапс ядра и выбросы которых взаимодействуют с облаком богатого гелием околозвездного материала (CSM).
Исследование было проведено эмиром Карамехметоглу из Центра Оскара Кляйна в Стокгольмском университете. Как он сказал Space Magazine по электронной почте:
«Сверхновые типа Ibn, как полагают, представляют собой взрывы очень массивных звезд, окруженных плотной областью чрезвычайно богатого гелием материала. Мы предполагаем существование этого гелия по наличию узких линий излучения гелия в их оптических спектрах. Мы также считаем, что в непосредственной близости от звезды очень мало водорода, потому что, если бы он был там, он проявился бы намного сильнее, чем гелий в спектрах. Как вы можете себе представить, такая конфигурация встречается очень редко, поскольку водород - самый распространенный элемент во Вселенной ».
Как уже отмечалось, сверхновые типа Ibn характеризуются внезапным и резким увеличением их яркости, а затем быстрым снижением. Однако, наблюдая за OGLE-2014-SN-131, который они обнаружили 11 ноября 2014 года с помощью эксперимента по оптическому гравитационному лицензированию (OGLE) в Астрономической обсерватории Варшавского университета, - они увидели нечто совершенно иное.
«OGLE-2014-SN-131 отличался тем, что для того, чтобы он стал ярким, потребовалось почти 50 дней по сравнению с более типичной ~ 1 неделей», - сказал Карамехметоглу. «Затем он также снизился относительно медленно. Тот факт, что это заняло в несколько раз больше времени, чем обычное увеличение максимальной яркости, что отличается от любого другого Ibn, который был изучен ранее, делает его очень уникальным объектом »
Благодаря данным, полученным системой обнаружения переходных процессов OGLE-IV, они смогли разместить OGLE-2014-SN-131 на расстоянии около 372 ± 9 мегапарсек (от 1183,95 до 1242,66 миллионов световых лет) от Земли. Затем последовали фотометрические наблюдения с использованием телескопа OGLE в обсерватории Лас-Кампанас в Чили и оптического детектора / детектора ближнего инфракрасного излучения (GROND) в обсерватории Ла-Силла.
Группа также получила спектроскопические данные с использованием телескопа новых технологий ESO (NTT) в Ла-Силла и очень большого телескопа (VLT) в Обсерватории Паранал (оба расположены в Чили). В дополнение к необычно длинному времени нарастания объединенные данные также указывали на то, что сверхновая имела необычно широкую кривую блеска. Чтобы объяснить все это, команда рассмотрела ряд возможностей.
Для начала они рассмотрели стандартные модели радиоактивного распада, которые, как известно, питают световые кривые большинства других сверхновых типа I и типа II. Тем не менее, они не могли объяснить то, что они наблюдали с OGLE-2014-SN-131. Таким образом, они начали рассматривать более экзотические сценарии, которые включали энергию, поступающую от молодой, быстро вращающейся нейтронной звезды (также известной как магнитар) поблизости.
Хотя эта модель объясняет поведение OGLE-2014-SN-131, она была ограничена тем, что пока не известно, какие обстоятельства потребуются для вызова магнетара. Таким образом, Карамехметоглу и его команда также рассмотрели возможность того, что взрывы могут быть вызваны ударами, вызванными взаимодействием выброшенного материала от сверхновой с обогащенным гелием CSM.
Благодаря спектральным данным, полученным NTT и VLT, они знали, что такой материал существует вокруг звезды, и поэтому модель была в состоянии воспроизвести наблюдаемое поведение. Как объяснил Карамехметоглу, именно по этой причине они предпочитают эту модель другим:
«В этом сценарии причина, по которой OGLE-2014-SN-131 отличается от других SN типа Ibn, связана с необычайно массивной природой звезды-предшественника. Очень массивная звезда, в 40-60 раз превышающая массу нашего Солнца, расположенная в галактике с низкой металличностью, вероятно, породила этот SN, изгнав большое количество богатого гелием вещества, а затем взорвавшись в виде SN ».
Помимо того, что это уникальное событие, это исследование также некоторые радикальные последствия для астрономии и изучения сверхновых. Благодаря обнаружению OGLE-2014-SN-131 любые будущие модели, которые пытаются объяснить, как форма сверхновых типа Ibn теперь имеет жесткое ограничение. В то же время, у астрономов теперь есть существующая модель, чтобы рассмотреть, являются ли и когда они свидетелями других сверхновых, которые показывают особенно длительные времена нарастания.
Забегая вперед, это именно то, на что надеются Карамехметоглу и его коллеги. «В наших следующих усилиях мы будем изучать другие, менее редкие типы SN, которые имеют длительное время нарастания и, следовательно, вероятно, созданы очень массивными звездами», - сказал он. «Мы получим преимущество от сравнительной структуры, разработанной нами при изучении OGLE-2014-SN-131».
Еще раз Вселенная научила нас, что двумя из наиболее важных аспектов научных исследований являются адаптивность и приверженность постоянному открытию. Когда вещи не соответствуют существующим моделям, разработайте новые и протестируйте их!
