Космический «одуванчик». Как расширяется невероятная сверхновая Pa 30

й В далеком 1181 году нашей эры произошло событие космического масштаба: часть ночного небосвода внезапно вспыхнула ярким светом. Это явление было результатом появления новой звезды в созвездии Кассиопеи. Она привлекла внимание японских и китайских астрономов, которые наблюдали ее на протяжении нескольких месяцев.

Открытие оказалось сверхновой — мощным взрывом, вызванным тем, что мертвый белый карлик накопил слишком много массы от своего партнера по двойной звезде, что привело к превышению критической массы и разрушительному извержению.

Это событие стало одним из немногих зафиксированных случаев подобного рода в истории человечества, предоставляя уникальную возможность для изучения эволюции остатков сверхновых со временем.

Только через 822 года после взрыва, в 2013 году, ученые обнаружили вещество, выброшенное белым карликом. Оно распространялось от места катастрофы в сферической форме, образовав остаток сверхновой, названной Pa 30. В 2023 году было замечено появление тонких нитей внутри этой сферы, напоминающих спицы, соединяющие выброс с центральной звездой.

Используя Keck Cosmic Web Imager (KCWI)*, исследователи смогли создать новую трехмерную карту остатков сверхновой, которые продолжают рассеиваться в космическом пространстве подобно одуванчику, разбрасывающему семена.

Стандартное изображение остатка сверхновой будет похоже на статичную фотографию фейерверка. KCWI дает нам что-то больше похожее на «кино», поскольку мы можем измерить движение частиц, разлетающихся от центрального взрыва.

• Кристофер Мартин, физик Калифорнийского технологического института

Сверхновая 1181 года, получившая обозначение SN 1181, является исключением среди других сверхновых. В случае со сверхновыми типа Ia** белый карлик, поглощая избыточное количество материи, достигает предела критической массы и взрывается с такой силой, что уничтожает саму звезду. Однако в центре Pa 30 обнаружился выживший белый карлик.

Существует также класс сверхновых типа Iax, которые оставляют после себя "зомби-звезды", к которым относится и SN 1181. Ученые предполагают, что причиной взрыва могло стать не обычный перенос массы от двойного компаньона, а слияние двух белых карликов.

Команда астрофизиков из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики под руководством астронома Тима Каннингема с использованием KCWI в обсерватории Кека на Гавайях, чтобы детально картировать остаток сверхновой. Точная карта того, что делает Pa 30 сейчас, может помочь реконструировать, каким он был в прошлом.

Ключевым моментом является изменение света в зависимости от движения его источника. Свет, приближающийся к наблюдателю, сдвигается к более коротким волнам синего спектра, в то время как удаляющийся — к более длинным красным волнам. Это позволяет астрономам определять скорость движения объектов.

Команда Каннингема смогла рассчитать скорость расширения материала SN 1181, которая составляет около 1000 километров в секунду. Эта информация позволила им воссоздать картину взрыва с момента его начала.

Исследование подтвердило связь между SN 1181 и Pa 30, но также выявило новые загадки. В частности, обнаружено, что остаток имеет сильную асимметрию относительно нашей линии зрения, что указывает на неравномерность самого взрыва. Кроме того, в центре остатка находится большая пустота вокруг "зомби-звезды", и до сих пор неизвестно, как образовались нити после взрыва.

* Keck Cosmic Web Imager — прибор, который используется для получения изображений космической паутины в межгалактической среде. Он учитывает смещение света в красный диапазон спектра, что позволяет следить за изменениями космической паутины во времени, а не только в пространстве. Прибор был разработан астрофизиком Кристофером Мартином из Калифорнийского технологического института.

** Сверхновая типа Ia — подкатегория сверхновых звёзд. Сверхновая типа Ia является результатом термоядерного взрыва белого карлика.

Изображения: Сaltech