Нетипичная сверхновая: астрономы исследуют «звезду-зомби» и космический «одуванчик»

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В 1181 году небосклон над Китаем и Японией озарился необычным явлением: появилась новая звезда, «звезда-гостья», как называли ее тогдашние астрономы. Она сияла в созвездии Кассиопеи шесть месяцев, а затем бесследно исчезла. Эта вспышка, зафиксированная задолго до изобретения телескопов, стала одной из самых интригующих загадок астрономии. Лишь спустя века ученые смогли приблизиться к разгадке тайны «звезды-гостьи», открыв перед нами удивительную историю космического катаклизма и выживания.

Поиск «сироты»: от древних хроник до современных обсерваторий

Долгое время сверхновая 1181 года оставалась «сиротой»: ни один из известных астрономических объектов не мог быть однозначно идентифицирован как ее остаток. Прорыв произошел лишь в 2021 году, когда ученые связали SN 1181 с туманностью Pa 30, открытой астрономом-любителем всего восемь лет назад.

SN 1181, вольная интерпретация
SN 1181, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Необычный остаток: звезда, пережившая взрыв

Pa 30 оказалась нетипичным остатком сверхновой. В ее центре астрономы обнаружили «звезду-зомби» — объект, переживший взрыв, который должен был полностью уничтожить его. Такое явление возможно при взрыве белого карлика — плотной остывающей звезды, состоящей из вырожденного вещества. В данном случае взрыв, относящийся к типу Iax, оказался неполным, и часть белого карлика уцелела.

Нижняя панель: узкополосное изображение, полученное путем суммирования всех кубов KCWI-красного канала и интегрирования по диапазону длин волн 6680-6750 Å, охватывающее максимально сине- и красносмещенные особенности эмиссии [S ii]. Верхняя панель: черно-белое изображение показывает узкополосные данные по [S ii] из работы R. A. Fesen et al. (2023), полученные с помощью телескопа Хилтнера на Китт-Пик. Наложенное оранжевым цветом и с большой прозрачностью, мы показываем для сравнения то же самое KCWI-красное изображение, что и на нижней панели. На увеличенной панели красным цветом показаны контуры филаментов на KCWI-красном изображении: на двух изображениях обнаружены одни и те же филаменты, но KCWI-красное изображение более глубокое, что позволяет обнаружить более слабые особенности. Цитирование: Tim Cunningham et al 2024 ApJL 975 L7 DOI 10.3847/2041-8213/ad713b
Нижняя панель: узкополосное изображение, полученное путем суммирования всех кубов KCWI-красного канала и интегрирования по диапазону длин волн 6680-6750 Å, охватывающее максимально сине- и красносмещенные особенности эмиссии [S ii]. Верхняя панель: черно-белое изображение показывает узкополосные данные по [S ii] из работы R. A. Fesen et al. (2023), полученные с помощью телескопа Хилтнера на Китт-Пик. Наложенное оранжевым цветом и с большой прозрачностью, мы показываем для сравнения то же самое KCWI-красное изображение, что и на нижней панели. На увеличенной панели красным цветом показаны контуры филаментов на KCWI-красном изображении: на двух изображениях обнаружены одни и те же филаменты, но KCWI-красное изображение более глубокое, что позволяет обнаружить более слабые особенности. Цитирование: Tim Cunningham et al 2024 ApJL 975 L7 DOI 10.3847/2041-8213/ad713b
Автор: Tim Cunningham et al Источник: iopscience.iop.org
Космический одуванчик: трехмерная картина катаклизма

Особый интерес ученых вызвали странные нитевидные структуры, исходящие от «звезды-зомби» и напоминающие лепестки одуванчика. Благодаря спектрографу KCWI обсерватории Кека на Гавайях, исследователи смогли получить беспрецедентно детальное трехмерное изображение этих структур и изучить их динамику.

KCWI позволяет не только получать спектральную информацию для каждого пикселя изображения, но и измерять скорость движения вещества. Анализируя «красное смещение» — изменение длины волны света в зависимости от скорости движения источника, — ученые создали динамическую картину взрыва.

Баллистический полет и асимметрия: новые вопросы к старой звезде

Исследования показали, что вещество в нитях движется баллистически, то есть с постоянной скоростью, достигающей 1000 километров в секунду. Это позволило точно определить момент взрыва и подтвердить связь туманности Pa 30 с событием 1181 года.

Слева: изображение WISE W4 (22 мкм) из службы изображений WISE (E. L. Wright et al. 2010). Поскольку внутренняя инфракрасная туманность на снимке WISE гораздо ярче внешней, для того чтобы показать расположение обеих туманностей, мы наложили две версии одного и того же изображения с разным уровнем контраста, следуя методу В. В. Гварамадзе и др. (2019), так что внешняя туманность выглядит равномерно темно-фиолетовой. Для наглядности мы также наложили контуры постоянного инфракрасного потока W4 (тонкие белые линии). Построенные 14 контуров равномерно распределены по потоку с разрывом в 8 мкДж, от 5,44 до 5,54 мДж. Минимальный и максимальный поток на изображении составляет 5,43 и 5,55 мДж, соответственно. Справа: изображение WISE - то же, что и на левом графике. Поверх изображения WISE белыми точками показаны депроецированные положения филаментов с использованием нашего наилучшего значения баллистической доли, k. Депроецированные положения были отражены, как на рис. 6, и повернуты на 90° в сторону наблюдателя, превращая положения прямой видимости в положения на небе, сохраняя при этом угловой размер. Цитирование: Tim Cunningham et al 2024 ApJL 975 L7 DOI 10.3847/2041-8213/ad713b
Слева: изображение WISE W4 (22 мкм) из службы изображений WISE (E. L. Wright et al. 2010). Поскольку внутренняя инфракрасная туманность на снимке WISE гораздо ярче внешней, для того чтобы показать расположение обеих туманностей, мы наложили две версии одного и того же изображения с разным уровнем контраста, следуя методу В. В. Гварамадзе и др. (2019), так что внешняя туманность выглядит равномерно темно-фиолетовой. Для наглядности мы также наложили контуры постоянного инфракрасного потока W4 (тонкие белые линии). Построенные 14 контуров равномерно распределены по потоку с разрывом в 8 мкДж, от 5,44 до 5,54 мДж. Минимальный и максимальный поток на изображении составляет 5,43 и 5,55 мДж, соответственно. Справа: изображение WISE — то же, что и на левом графике. Поверх изображения WISE белыми точками показаны депроецированные положения филаментов с использованием нашего наилучшего значения баллистической доли, k. Депроецированные положения были отражены, как на рис. 6, и повернуты на 90° в сторону наблюдателя, превращая положения прямой видимости в положения на небе, сохраняя при этом угловой размер. Цитирование: Tim Cunningham et al 2024 ApJL 975 L7 DOI 10.3847/2041-8213/ad713b
Автор: Tim Cunningham et al Источник: iopscience.iop.org

Кроме того, ученые обнаружили, что выброс вещества при взрыве был асимметричным, что указывает на неравномерность самого взрыва. Необычная форма нитей — с четким внутренним краем и «пробелом» вокруг «звезды-зомби» — также вызывает вопросы о механизме взрыва.

Взгляд в прошлое, вопросы будущему

Трехмерная реконструкция остатка сверхновой 1181 года — это не только взгляд в прошлое, позволяющий понять природу события, зафиксированного тысячу лет назад. Это и новые вопросы к современной астрофизике. Изучение «звезды-зомби» и динамики выброса вещества поможет уточнить модели взрывов сверхновых типа Iax и глубже понять процессы эволюции звезд.

История «звезды-гостьи» 1181 года — это наглядный пример того, как древние наблюдения, дополненные современными технологиями, могут привести к неожиданным открытиям и расширить наше понимание Вселенной. И, возможно, в будущем нам удастся раскрыть и другие тайны, скрытые в глубинах космоса.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Пространство со знаком минус: забытая математика Эйнштейна объяснила эволюцию темной энергии

Современная космология подошла к ситуации глубокого концептуального раскола. На протяжении последних двадцати пяти лет физики опирались на стандартную космологическую модель — так...

Зачем у подъездов старых домов торчат металлические скобы

Дверь заменили, стены перекрасили, над входом повесили домофон. А возле ступеней по-прежнему торчит странная железка: невысокая, иногда ржавая, совершенно незаметная, пока не зацепишься за неё...

Почему лисица зимой часто спит на снегу, хотя может укрыться в норе

Лисица лежит на снегу, свернувшись клубком. Лап почти не видно, нос спрятан в хвост, на шерсти задержались снежинки. Глядя на такую фотографию, я невольно думаю: почему она не ушла в нору? Под...

Под снегом продолжается жизнь: как мыши и полёвки переживают зиму под сугробами

Заснеженный луг кажется пустым. Трава скрыта, земля замёрзла, а на поверхности иногда видны только цепочки следов. Но под белым покровом маленькие зверьки продолжают передвигаться, искать корм и...