Земля
Взрывы сверхновых относятся к числу наиболее ярких событий во Вселенной. Эти мощные события высвобождают настолько много энергии, что некоторые из них можно наблюдать с Земли невооруженным глазом. Сверхновые выглядят как точки света, которые ярче, чем все звёзды галактики, в которой они находятся. После интенсивной вспышки света длительностью в несколько недель, яркость сверхновых постепенно снижается, пока они не сольются с общим фоном.
Существует несколько типов сверхновых. Астрономы классифицируют их по определённым характеристикам, которые в свою очередь дают подсказки о происхождении этих объектов. Среди наиболее хорошо изученных можно выделить сверхновые типа Ia. Когда белый карлик – конечное состояние звезды чуть более массивной, чем Солнце, поглощает своего компаньона или сливается с другим белым карликом, его масса стремительно растёт, в результате чего звезда становится нестабильной и происходит мощный взрыв. Благодаря своим характеристикам эти события могут быть использованы астрономами для измерения больших расстояний во Вселенной.
Другие типы сверхновых образуются, когда очень массивные звёзды расходуют свое топливо, и процессы ядерного синтеза в их недрах прекращаются. Процессы ядерного синтеза не только заставляют звёзды излучать свет и тепло, но и удерживают их в равновесии, спасая от разрушения под действием собственной гравитации. Однако, когда термоядерные процессы останавливаются, центральная часть звезды разрушается, а внешние слои выбрасываются в космическое пространство. В результате этого процесса на месте звезды появляется нейтронная звезда или чёрная дыра (в случае очень массивных звёзд).
Несколько лет назад учёными был обнаружен ещё один тип сверхновых – это SLSN, о которых, к сожалению, очень мало известно. SLSN светят намного ярче и дольше, чем их собратья. Хотя на сегодняшний день известно лишь около десятка таких сверхновых, международной группе исследователей при помощи Большого Канарского телескопа (GTC) удалось пронаблюдать за одной из них практически с момента её возникновения. В ходе исследования обнаружилось удивительное поведение у наблюдаемой сверхновой: она изменила свою яркость дважды, причём второй пик был намного продолжительнее первого.
График изменения яркости
Учёные объединили данные GTC с другими наблюдениями, чтобы попытаться объяснить происхождение этого явления.
“SLSN в несколько десятков раз более мощные, чем сверхновые типа Ia. Они могут оставаться ярким на срок до шести месяцев, прежде, чем исчезнут, в отличии от сверхновых Ia, которые светят не более пары недель”, объясняет Мэтью Смит (Mathew Smith), исследователь из Университета Саутгемптона (Великобритания). “То, что нам удалось увидеть – это по сути два взрыва, первый из которых более короткий (несколько дней) и менее яркий”, добавил он.
Этот новый, необычный объект получивший название DES14X3taz, был обнаружен 21 декабря 2014 года, в ходе исследования целью которого был поиск ключа к разгадке природы тёмной энергии. Для этого астрономы использовали чрезвычайно чувствительную 570-мегапиксельную цифровую камеру, установленную на телескопе обсерватории в Серро Тололо (Чили).
После того, как DES14X3taz была идентифицирован как возможная сверхновая типа SLSN, исследователи продолжили её непосредственное наблюдение при помощи GTC, в течение двух ночей, 26 января и 6 февраля 2015 года.
Взрыв сверхновой
“GTC с его огромным 10,4-метровым зеркалом, является идеальным инструментом для наблюдателя сверхновых типа SNSL”, отметил Смит. Благодаря наблюдениям с GTC и других телескопов, Смит и его коллеги смогли реконструировать изменение яркости DES14X3taz практически от момента её обнаружения. Они смогли определить её абсолютную яркость, а также расстояние, которое составило приблизительно 6400 миллионов световых лет.
После сравнения своих наблюдений с несколькими физическими моделями, астрономы пришли к выводу, что наиболее вероятное объяснение состоит в том, что причиной этого двойного взрыва является рождение магнетара – нейтронной звезды, которая очень быстро вращается вокруг своей оси.
“Мы считаем, что DES14X3taz сформировалась в результате двух взрывов массивной, примерно в 200 раз тяжелее Солнца, звезды. Первый взрыв выбросил в окружающее пространство количество материи эквивалентное массе нашего Солнца, и это привело к первому пику графика. Второй же пик возник, когда остатки звезды от первого взрыва сколлапсировали в магнетар и разогрели ранее выброшенное вещество”, объясняет Смит.
Смерть звезды. Посмотреть в облаке.
Дальнейшее изучение DES14X3taz позволит нам “стандартизировать” сверхновые типа SLSN и использовать их в качестве опорного источника для измерения расстояний в масштабах Вселенной.