В течение почти столетия астрономы изучали сверхновые с большим интересом. Эти чудесные события происходят тогда, когда звезда вступает в заключительную фазу своей жизни и разрушается, или ее спутная звезда покидает внешние слои до точки, где она испытывает коллапс ядра. В обоих случаях это событие обычно приводит к массовому выбросу материала, в несколько раз превышающему массу нашего Солнца.
Тем не менее, международная команда ученых недавно стала свидетелем сверхновой, которая была на удивление слабой и короткой. Их наблюдения указывают на то, что сверхновая была вызвана невидимым спутником, вероятно, нейтронной звездой, которая сняла со спутника материал, что привело к ее коллапсу и превращению в сверхновую. Поэтому ученые впервые стали свидетелями рождения компактной двойной системы нейтронных звезд.
Недавно в журнале появилось исследование под названием «Горячая и быстрая ультраполосная сверхновая, которая, вероятно, образовала компактную двойную нейтронную звезду». Наука, Исследование проводилось под руководством аспиранта кафедры астрофизики Калифорнийского технологического института Кишалая Де и включало сотрудников из Центра космических полетов и реактивного движения НАСА имени Годдарда, Института науки им. Вейцмана, Института астрофизики им. Макса Планка, Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли и несколько университетов и обсерваторий.
Исследования группы проводились в основном в лаборатории Манси Касливала, доцента астрономии в Калифорнийском технологическом институте и соавтора исследования. Она также является главным исследователем проекта «Глобальное реле наблюдения обсерваторий под наблюдением переходных процессов (РОСТ)», возглавляемого Калифорнийским технологическим институтом, международного астрономического сотрудничества, которое сосредоточено на изучении физики переходных (недолговечных) событий - то есть сверхновых, нейтронных звезд, черного цвета. дырки и околоземные астероиды.
Ради их исследования команда наблюдала событие сверхновой, известное как iPTF 14gqr, которое появилось на окраине спиральной галактики на расстоянии 920 миллионов световых лет от Земли. В ходе своих наблюдений они заметили, что сверхновая приводит к выбросу сравнительно скромного количества вещества - около одной пятой массы Солнца. Это было довольно неожиданно, как Касливали указал в недавнем пресс-релизе Caltech:
«Мы увидели коллапс ядра этой массивной звезды, но мы увидели, как выбрасывается удивительно мало массы. Мы называем это сверхновой сверхполосованной оболочкой, и уже давно предсказано, что они существуют. Это первый раз, когда мы убедительно видим коллапс ядра массивной звезды, лишенной материи ».
Это событие было необычным, потому что для того, чтобы звезды рухнули, их ядра должны быть заранее покрыты огромным количеством материала. Это подняло вопрос о том, куда могли исчезнуть звезды, пропавшие без вести. Основываясь на своих наблюдениях, они определили, что компактный компаньон (белый карлик или нейтронная звезда), должно быть, откачал его со временем.
Этот сценарий приводит к появлению сверхновых типа I, которые возникают в двойной системе, состоящей из нейтронной звезды и красного гиганта. В этом случае команда не смогла обнаружить спутника нейтронной звезды, но пришла к выводу, что он должен был сформироваться на орбите с другой звездой, образуя тем самым исходную двойную систему. По сути, это означает, что, наблюдая iPTF 14gqr, команда стала свидетелем рождения двойной системы, состоящей из двух компактных нейтронных звезд.
Более того, тот факт, что эти две нейтронные звезды находятся так близко друг к другу, означает, что они в конечном итоге слиться в событие, подобное тому, которое произошло в 2017 году. Известное как «событие килонова», это слияние было первым космическим событием, которое будет рассматривается как в гравитационных, так и в электромагнитных волнах. Последующие наблюдения также показали, что слияние, вероятно, привело к образованию черной дыры.
Это создает возможности для будущих опросов, которые будут смотреть iPTF 14gqr, чтобы увидеть, приведет ли еще одно событие килонова и создаст еще одну черную дыру. Вдобавок ко всему, тот факт, что команда смогла наблюдать за событием, был весьма удачным, учитывая, что эти явления являются как редкими (составляющими всего 1% событий сверхновых), так и кратковременными. Как объяснил Де:
«Вам нужны быстрые переходные исследования и хорошо скоординированная сеть астрономов по всему миру, чтобы действительно захватить раннюю фазу сверхновой. Без данных в зачаточном состоянии мы не могли бы прийти к выводу, что взрыв должен был произойти в коллапсирующем ядре массивной звезды с оболочкой, в 500 раз превышающей радиус Солнца »
Впервые это событие было обнаружено Паломарской обсерваторией как часть промежуточной Паломарской переходной фабрики (iPTF) - научного сотрудничества, в котором обсерватории по всему миру контролируют космос на предмет кратковременных космических событий, таких как сверхновые. Благодаря iPTF, проводящему ночные съемки, телескоп Palomar смог обнаружить iPTF 14gqr очень скоро после того, как он перешел в сверхновую.
Сотрудничество также гарантировало, что, как только Паломарский телескоп уже не сможет увидеть его (из-за вращения Земли), другие обсерватории смогут продолжать следить за ним и отслеживать его эволюцию. В будущем Zwicky Transient Facility (который является преемником Паломарской обсерватории для iPTF) будет проводить еще более частые и широкие исследования неба, надеясь обнаружить больше этих редких событий.
Эти исследования, в координации с последующими усилиями сетей, таких как РОСТ, позволят астрономам изучать эволюцию компактных бинарных систем. Это приведет к лучшему пониманию не только того, как эти объекты взаимодействуют, но и позволит лучше понять, как образуются гравитационные волны и определенные типы черных дыр.
