Две команды астрономов нашли прямые доказательства того, что, когда массивная звезда вспыхивает сверхновой, она оставляет после себя нейтронную звезду или черную дыру.
Оба этих астрономических объекта представляют собой компактные тела чрезвычайной плотности. Чайная ложка материала нейтронной звезды имеет вес гигантской горы, а из черной дыры ничто не может выбраться наружу, даже свет.
Появление черных дыр и нейтронных звезд уже давно связывают со звездными взрывами (сверхновыми), но лишь впервые были получены прямые доказательства связи этих драматических событий с зарождением экстремальных объектов. Это открытие является важным шагом в понимании эволюции звезд и формирования Вселенной.
Сверхновые чрезвычайно ярки, а объекты, которые они создают, крошечные, меньше земного мегаполиса. Их присутствие и природа часто оцениваются спустя долгое время после полного угасания сверхновой. Несмотря на то, что мы находили нейтронные звезды и черные дыры там, где раньше вспыхивали сверхновые, и наблюдали множество сверхновых сразу после их возникновения, нам еще только предстояло увидеть эту прямую связь.
Сверхновые и экстремальные объекты
В мае 2022 года южноафриканский астроном-любитель Берто Монар обнаружил сверхновую SN 2022jli, вспыхнувшую в галактике NGC 157 на расстоянии около 75 миллионов световых лет от Земли. Две команды астрономов немедленно приступили к изучению этого события и сообщили, что по мере того, как яркость сверхновой начала снижаться, как и ожидалось, она начала демонстрировать периодическое 12-дневное усиление и затухание. Нечто совершенно уникальное!
«В данных SN 2022jli мы видим повторяющуюся последовательность усиления и ослабления яркости, — говорится в заявлении Томаса Мура, ведущего автора одной из работ из Университета Квинс в Белфасте. — Это первый случай, когда повторяющиеся периодические колебания на протяжении многих циклов были обнаружены в кривой блеска сверхновой».
Систематическое поведение — верный признак того, что сверхновая что-то оставила после себя. Если быть точнее, то две вещи. У взорвавшейся звезды был звездный компаньон, который пережил взрывную гибель своего партнера. И этот спутник продолжил вращаться вокруг того, что осталось от сверхновой.
Команда Мура не смогла точно определить, что послужило причиной такого поведения, но вторая команда под руководством Пинга Чена из Института Вейцмана заметила периодическую «утечку» газообразного водорода и гамма-излучения из системы.
Этого оказалось достаточно, чтобы нарисовать космическую картину и обнаружить компактный объект. Звезда-компаньон взаимодействовала с материалом, выброшенным сверхновой, в результате чего она стала более «пухлой». Теперь компактный объект, оставшийся после сверхновой, вращается по орбите через эту пухлую атмосферу. Всякий раз, проходя через нее, компактный объект крадет материю, что приводит к высвобождению большого количества энергии. Это может быть вызвано только нейтронной звездой или черной дырой, оставшейся после сверхновой.
«Наше исследование похоже на решение головоломки путем сбора всех возможных доказательств, — пояснил Чен. — Все эти кусочки пазла, выстроившись в ряд, приводят к истине».
Статья Мура была опубликована несколько месяцев назад в The Astrophysical Journal. Статья Чена была опубликована вчера в журнале Nature.
