Когда умирают звезды, они не умирают спокойно, а предпочитают выходить на ура! Это известно как сверхновая, которая возникает, когда звезда израсходовала все свое топливо и претерпела гравитационный коллапс. При этом внешние слои звезды будут взорваны в результате мощного взрыва, видимого на расстоянии миллиардов световых лет. На протяжении десятилетий НАСА отслеживало галактики за пределами Млечного пути и обнаруживало множество сверхновых.
Например, за последние 20 лет Космический телескоп Хаббл наблюдал за галактикой NGC 5468 - промежуточной спиральной галактикой, расположенной примерно в 130 миллионов световых лет от Земли в созвездии Девы. В то время в этой галактике было 5 сверхновых, и благодаря своей ориентации (перпендикулярно нашей) астрономы смогли изучить эту галактику и ее сверхновые звезды в мельчайших деталях.
В некоторых случаях звезды испытывают сверхновую в конце своей продолжительности жизни, когда они потребляют весь свой водород и гелиевое топливо - известную как сверхновая типа II. В зависимости от массы звезды, она либо оставит после себя остаток, известный как нейтронная звезда, либо черная дыра. Тем не менее, астрономы обнаружили, что в большинстве случаев звезды станут сверхновыми из-за того, что их спутник «откачивает» материал.
Этот сценарий, известный как сверхновая типа I, произойдет, когда одна из двойных пар уже перешла в сверхновую и станет нейтронной звездой или черной дырой. Когда звезда-компаньон выходит из своей главной последовательности и расширяется, превращаясь в красного гиганта, гравитационная сила компаньона белого карлика / черной дыры начнет откачивать материал с поверхности красного гиганта и вытягивать его в диск, который медленно нарастает на него.
Со временем звезда Красного Гиганта потеряет для своего спутника больше массы, чем она сможет поддерживать, что приведет к неконтролируемому ядерному синтезу в его ядре, что положит начало процессу сверхновой. В обоих случаях взрыв приведет к созданию очень яркого объекта, который временно будет сиять так же ярко, как и вся галактика, в которой он находится.
В случае NGC 5468 оба типа сверхновых наблюдались в течение последних 20 лет, включая SN 1999cp, SN 2002cr, SN2002ed, SN2005P и SN2018dfg. Благодаря ориентации галактики относительно нас, астрономы смогли обнаружить каждый из ярких объектов, возникших в результате этих пяти сверхновых, в тот момент, когда они стали видимыми.
Наблюдение сверхновых в другой галактике поднимает важный вопрос. Как часто звезды совершают сверхновые в Млечном Пути, и что способствует скорости, с которой звезды галактики совершают сверхновые? Достаточно сказать, что Млечный Путь не испытывает много сверхновых, по крайней мере, тех, которые наши астрономы смогли наблюдать. Фактически, последний раз, когда кто-либо был свидетелем сверхновой в небе, был более 400 лет назад!
Одним из людей, свидетельствующих об этом событии, был знаменитый астроном Иоганн Кеплер. 9 октября 1604 года он заметил яркий объект на небе из своей пражской обсерватории и неустанно наблюдал, пока он не исчез из поля зрения два года спустя. Его наблюдения были записаны в трактате под названием De Stella Nova в Педе Серпентарии (“Новая звезда у подножья змеиного повелителя«), Которая была выпущена в 1606 году.
После этого, известная как Сверхновая Кеплера (или Звезда Кеплера), появление этого яркого объекта будет способствовать тому, что Галилео сделал гелиоцентрическую модель. Тем не менее, он также стоит отдельно как самый последний пример сверхновой, которая наблюдалась в нашей галактике. С тех пор только одна сверхновая произошла недалеко от дома, что произошло в 1987 году.
Это событие, известное как SN 1987A, было сверхновой типа II, имевшей место в Большом Магеллановом облаке, карликовой галактике, расположенной почти в 168 000 световых лет от Земли. Часть проблемы связана с перспективой. Может сложиться впечатление, что наблюдать сверхновые в нашей собственной галактике было бы легче, чем обнаружить их в далеких галактиках, но они были бы неправы.
Наблюдать за сверхновой в нашей галактике сложнее по той же причине, по которой астрономам сложнее определить истинный размер и плотность Млечного пути. Короче говоря, были внутри него! Поскольку мы находимся на диске Млечного Пути, астрономам трудно увидеть множество звезд, которые также называют диск галактики домом.
Те звезды, которые ярче и ближе к Солнечной системе, имеют тенденцию затмевать те, которые находятся все дальше и дальше. Кроме того, выпуклость в центре Млечного Пути не позволяет нам видеть то, что находится на другой стороне галактики. Поэтому гораздо сложнее получить точную оценку нашей собственной галактики и того, что в ней происходит.
К счастью, еще в 2006 году международная группа, возглавляемая Институтом инопланетной физики им. Макса Планка, использовала данные с интегрального спутника Европейского космического агентства для расчета частоты возникновения сверхновых. Основываясь на своем анализе, они определили, что массивная звезда взрывается примерно раз в 50 лет в Млечном Пути в среднем.
Другими словами, через 20 лет NGC 5468 переживает то, что Млечному Пути требуется 250 лет (или в 12 с половиной раз). Нельзя не почувствовать себя немного униженным этим фактом. К счастью, у ученых есть довольно хорошее представление о том, когда произойдет следующая сверхновая в нашей галактике - трехзвездная система, расположенная в 8000 световых лет от Земли.
Эта звездная система официально обозначена как 2XMM J160050.7-514245, но астрономы прозвали ее «Апеп» (после египетского змеиного божества). Поскольку эта система является примером быстро вращающейся звезды Вольфа-Райе, состоящей из большой звезды с двумя спутниками, окруженной массивным вращающимся колесом пыли, ожидается, что она произведет длительный всплеск гамма-излучения (GRB), когда он подвергается гравитационному коллапсу.
Когда звездная система станет сверхновой через несколько сотен тысяч лет, это будет знаменательный случай по двум причинам. Мало того, что это будет первый GBR в нашей галактике, который будет наблюдаться астрономами, но он также будет виден астрономам достаточно долго, чтобы изучить его. Давайте просто надеяться, что человечество или какое-то его ответвление будет к тому времени, чтобы оценить его.
Как всегда, наблюдения других галактик во Вселенной говорят нам больше о галактике, в которой мы живем. Пока не наступит день, когда мы сможем выйти за пределы нашей галактики и оглянуться на нее, мы будем вынуждены таким образом лучше почувствовать наше окружение.
