Разработана система оповещения о взрывах сверхновых

Бетельгейзе
Иллюстрация красного гиганта Бетельгейзе, превращающегося в сверхновую. Авторы и права: ESO / L. Calçada.

Поскольку вокруг массивных красных сверхгигантов, перед их гибелью, образуется кокон из материала, который приводит к затемнению этих звёзд, то это может указывать на то, что эти звёзды вот-вот взорвутся.

Недавно разработанная система раннего предупреждения может помочь астрономам узнать, когда именно массивная звезда взорвётся и завершит свою жизнь ослепительной вспышкой сверхновой.

Кроме того, такое предупреждение также может помочь астрономам, стремящимся наблюдать за рождением нейтронных звёзд или чёрных дыр, которые как раз и образуются в результате взрывов сверхновых.

Группа астрономов из Ливерпульского университета Джона Мура и Университета Монпелье определила, что звёзды с массой от 8 до 20 масс Солнца в фазе красного сверхгиганта станут примерно в сто раз слабее в видимом свете непосредственно перед взрывом.

Это затемнение происходит из-за того, что материал внезапно собирается и образует “предвзрывной кокон” вокруг красной звезды-сверхгиганта и блокирует её свет.

“Плотный материал почти полностью закрывает звезду, делая её в 100 раз тусклее в видимой части спектра”, – заявил ведущий автор исследования и научный сотрудник Института астрофизических исследований Ливерпульского университета Джона Мурса Бенджамин Дэвис. “Это означает, что за день до того, как звезда взорвётся, вы, вероятно, увидите, как она потускнела”.

Раньше учёные не знали, сколько времени занимает аккреция материала вокруг умирающей звезды. Установление временной шкалы образования этого кокона является ключом к разгадке тайны его формирования.

Теории, связанные с образованием кокона, делятся на две категории, в зависимости от того, насколько быстро красные сверхгиганты накапливают этот материал. Сценарий “суперветра” предполагает, что предвзрывной кокон формируется в результате устойчивого потока вещества от красного сверхгиганта в течение периода около 100 лет до взрыва сверхновой.

Альтернативой этому является сценарий “вспышки”, в котором кокон формируется в результате потери массы умирающей звездой, менее чем за год.

Дэвис и его команда смоделировали оба основных сценария создания кокона и проанализировали, как может выглядеть красная звезда-сверхгигант, находящаяся в этих коконах до взрыва. Команда обнаружила, что обе модели создают толстый слой околозвёздного газа, достаточный для того, чтобы радикально уменьшить световой поток от смоделированных красных сверхгигантов.

Однако сценарий “суперветра” привёл к тому, что умирающая звезда была тусклой в течение многих десятилетий, предшествующих сверхновой. Это не согласуется с существующими изображениями некоторых звёзд, которые в конечном итоге взорвались как сверхновые примерно через год, потому что звёзды на этих изображениях кажутся нормальными.

Это означает, что данные звёзды ещё не успели сформировать плотный кокон, блокирующий свет, до взрыва, и предполагает, что этот материал должен образоваться менее чем за год.

Таким образом имеющиеся данные свидетельствуют о чрезвычайно быстром накоплении материала, подтверждающего сценарий вспышки. Астрономы могли бы использовать эту информацию и затемнение звезды, чтобы объявить “красную тревогу” и подготовиться к наблюдению за появлением сверхновой в течение года или около того.

“До сих пор мы могли собирать подробные наблюдения за сверхновыми только через несколько часов после того, как они появились”, – сказал Дэвис.

С помощью новой системы раннего предупреждения исследователи будут готовы наблюдать за сверхновыми в режиме реального времени, направляя лучшие в мире телескопы на звёзды-предшественники и смогут наблюдать, как они буквально разрываются на части у них на глазах.

Работа команды изложена в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Больше информации: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Оставьте комментарий