Астрономи наблюдаваха най-мощната свръхнова досега

16/04/2020, 00:40

nauka.offnews.bg

Експлозията, отдалечена от нас на около 4,5 милиона светлинни години, е освободила около 10 пъти повече енергия, отколкото Слънцето ще излъчи през целия си жизнен цикъл, което я прави най-мощната свръхнова, забелязана някога.

„Досега не беше ясно, че толкова мощни експлозии дори са възможни“, коментира Едо Бергер (Edo Berger) от Харвард-Смитсониан център за астрофизика в Кеймбридж, Масачузетс.

Той и колегите му намират свръхновата, наречена SN2016aps, използвайки Телескопа за панорамно проучване (Panoramic Survey Telescope) и Системата за бързо реагиране (Rapid Response System) в Хавай.

Сега астрономите определят, че SN2016aps е 500 пъти по-ярка от типичните експлозии на свръхнови. Това е, казват те, най-ярката, енергийна и може би дори най-масивната свръхнова, която някога сме виждали - тя е в категорията на хипернова.

SN2016aps е не само най-мощната свръхнова, която някога е наблюдавана, тя е и най-продължителната, която е откривана.

„Ние я открихме преди повече от три години и все още я наблюдаваме - обикновено можем да проследим свръхнова в продължение само на няколко месеца“, отбелязва Бергер.

За да създаде една свръхнова толкова ярка и дълготрайна експлоадираща звезда, трябва да е изхвърлила обвивката си от материал, съставляващ около половината от масата й, преди да се взриви. Когато експлозията разбива подобната на черупка обвивка със скорост около 4600 километра в секунда, тя би създала екстремно мощно излъчване.

Общата кинетична енергия на SN2016aps е около 5x10⁵² ерга, което я поставя наравно с известната хипернова SN1998bw от 1998 г. избухнала от звезда-предшественик с маса 25 до 40 пъти по-голяма от масата на Слънцето. А максималната яркост на SN2016aps е 4.3x10⁴⁴ ерга, над 40 пъти по-ярка от пиковата яркост от 1x10⁴³ ерга на SN1998bw.

"Интензивното излъчване на енергия на тази свръхнова сочи за невероятно масивен звезден предшественик", коментира Бергер. "При раждането си тази звезда е била поне 100 пъти по-голяма от масата на нашето Слънце."

Въпреки това е малко вероятно тази звезда да е произвела такава колосална експлозия сама. Всъщност в това има нещо наистина своеобразно, както разкриват спектроскопските наблюдения на свръхновата.

"Решихме, че в последните години, преди да избухне, звездата е изхвърлила масивната си газова обвивка, защото тя бурно е пулсирала", разказва астрономът Мат Никол (Matt Nicholl) от Университета в Бирмингам. "Сблъсъкът на експлозивните отломки с тази масивна обвивка доведе до невероятната яркост на свръхновата. По същество тя добави гориво към огъня."

Въпреки че е нормално умиращите звезди да изхвърлят маса, не е обичайно звездата да изхвърля толкова голяма маса за толкова кратко време и толкова скоро преди да избухне.

„Големият въпрос е, как една звезда, около десетилетие преди да избухне, е загубила половината от масата си? Това не се вижда в моделите“, разказва Бергер.

Моделите от този тип свръхнови прогнозират, че тя трябва да изхвърли масата на обвивката хиляди години преди взрива, но наблюденията показват, че обвивката все още е била толкова плътна и близка до центъра на взрива, че трябва да е изхвърлена в рамките на няколко десетилетия след свръхновата.

Изследователите също така откриват високи нива на водород, което е озадачаващо, тъй като масивните звезди обикновено изхвърлят по-голямата част от водорода си, преди да станат свръхнови. Но тази загадка има отговор - голямата звезда някога е била две по-малки звезди, които са се слели.

"Това, че SN2016aps е задържала водорода си, ни подтикна да предположим, че две по-малко масивни звезди са се слели заедно, тъй като звездите с по-малка маса запазват водорода си по-дълго", разказва Бергер.

Изобилието на маса и водород на тази звезда може да постави SN2016aps в рядък вид свръхнови, наблюдавани само за много масивни звезди, богати на водород и хелий, наречени пулсационна двойна-нестабилна свръхнова.

Това е събитие, което изглежда като много ярка свръхнова, но само част от масата на звездата е взривена в космоса, оставяйки след себе си звезда с по-ниска маса, която в крайна сметка ще стане истинска свръхнова.

Все още сценарият за SN2016aps е неясен. Необходимо е да се проведат подробни симулации, за да се разбере.

Но сега, когато е идентифицирана SN2016aps, ще може да се търсят още събития като нея. И това също може да помогне да се характеризират тези невероятни експлозии.

Експлозии като тази биха могли да ни помогнат да научим повече и за свръхмасивните звезди, които може би са съществували в ранната Вселена.

„Няма такива звезди в нашата собствена галактика, така че единственият начин да разберем повече за тези звезди е като потърсим тези наистина екзотични експлозии и след това да пресъздадем сцената, за да разберем какво се е случило преди да избухнат", разказва Бергер.