Ученые-астрономы впервые обнаружили совершенно новый тип взрыва сверхновой

Posted by admin on 8 июля, 2021

Группа исследователей из обсерватории Los Cumbres Observatory собрала массив данных, которые являются убедительным доказательством совершенно нового типа взрыва сверхновой. Этот новый тип взрыва называют сверхновой звездой электронного захвата (electron-capture supernova) и такой тип существовал только в теории на протяжении четырех предыдущих десятилетий. К сожалению, за все эти четыре десятилетия астрономам ни разу не удавалось стать свидетелями такого взрыва, и лишь недавно им улыбнулась удача.

Источником взрывов нового типа, предположительно, является отдельный класс массивных звезд — суперасимптотические гигантские звезды (super-asymptotic giant branch stars).

Согласно современным теориям, существует два типа взрывов сверхновых. К первому типу относится тепловой ядерный взрыв, источником которого является белая карликовая звезда, которая является одной частью двоичной звездной системы и у которой ее компаньоном «была похищена» большая часть материи внешних оболочек.

Второй тип взрывов сверхновых — коллапс звезды с железным ядром, более распространен на просторах Вселенной. Он происходит, когда крупная звезда полностью перерабатывает все запасы ядерного топлива и ее ядро, состоящее преимущественно из железа, схлопывается под воздействием собственной гравитации, образуя или нейтронную звезду или черную дыру.

А взрывы «электронных» сверхновых представляют собой явление, находящееся где-то на границе между описанными выше двумя основными типами. Происходят они, когда в недрах звезды практически останавливаются реакции термоядерного синтеза, а ядро звезды при этом состоит из кислорода, неона и магния. Это бывает в тех случаях, когда масса звезды не очень велика, и ее гравитации недостаточно для образования железа в ядре. Из-за большой плотности материи в центре звезды электроны нижних оболочек атомов кислорода, неона и магния сталкиваются с ядрами этих атомов и удерживаются там на протяжении некоторого времени, что носит название явления электронного захвата. Отсутствие электронов в оболочках атомов приводит к уменьшению их размера, к еще большему уплотнению материи и последующему коллапсу, который является инициатором взрыва сверхновой.

Ученые предполагают, что «электронные» сверхновые очень редки во Вселенной из-за того, что такой взрыв может произойти только со звездой, масса которой находится в весьма узком диапазоне. Будь такая звезда чуть массивней, базовые элементы ее ядра смогли бы сливаться в термоядерном синтезе, образуя атомы более тяжелых элементов, что позволило бы кардинально увеличить длительность цикла жизни этой звезды. А звезды с немного меньшей массой не обладают достаточной собственной гравитацией для того, чтобы подвергнуться коллапсу.

Первым случаем «электронного» взрыва сверхновой, попавшей в поле зрения астрономов, стал взрыв SN 2018zd, который имел сразу несколько необычных характеристик, некоторые из которых были замечены впервые в истории. Когда ученые собрали необходимый объем научных данных, они поняли, что им, наконец, впервые удалось увидеть сценарий взрыва сверхновой звезды электронного захвата. Более того, полученные учеными данные содержат в себе некоторые подсказки относительно тайны взрыва сверхновой AD 1054, следы которого известны под названием Крабовидной туманности.