В сентябре 2021 года обзор, проводимый в Паломарской обсерватории, зафиксировал уникальное событие на расстоянии около 2.2 миллиарда световых лет от Земли. Сверхновая, получившая обозначение 2021yfj, предоставила астрономам первый в истории взгляд на самую внутреннюю оболочку массивной звезды непосредственно перед ее взрывом. Это наблюдение указывает на существование нового класса сверхновых, где звезда сбрасывает с себя почти все вещество, обнажая свое ядро перед финальной детонацией.
После первоначального обнаружения команда под руководством астрофизика Стива Шульце из Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, провела детальные наблюдения с помощью обсерватории имени У. М. Кека на Гавайях. Анализ спектра в широком диапазоне видимых волн показал, что он не похож ни на что, виденное ранее. Это стало прямым указанием на исключительность наблюдаемого явления.
Ключевая особенность сверхновой 2021yfj заключалась в химическом составе материала, окружавшего взорвавшуюся звезду. Были обнаружены кремний, сера и аргон — элементы, которые крайне редко встречаются в подобном контексте. Эти вещества обычно находятся глубоко внутри массивной звезды, а не в ее внешних выброшенных слоях.
Обычно, когда звезды перед взрывом сбрасывают свои внешние оболочки, вокруг них обнаруживаются более легкие элементы, такие как гелий, углерод и кислород. Присутствие кремния, серы и аргона в случае с 2021yfj стало прямым доказательством того, что звезда-предшественник лишилась не только внешних, но и более глубоких слоев.
Массивные звезды имеют слоистую структуру, напоминающую луковицу. В результате ядерного синтеза под огромным давлением и температурой в их недрах формируются слои, состоящие из все более тяжелых элементов. Внешние слои содержат легкие элементы, такие как водород и гелий, в то время как кремний, сера и аргон располагаются глубже, окружая железное ядро.
Согласно выдвинутой гипотезе, звезда-предшественник 2021yfj имела массу около 60 масс Солнца, уже после того как она сбросила свою внешнюю водородную оболочку. Потеря внутренних фотонов, частиц света, заставила звезду сжиматься и нагреваться. Это, в свою очередь, приводило к мощным выбросам ее слоев каждые несколько тысяч лет.
В результате этих многократных выбросов звезда буквально разорвала сама себя на части. Этот процесс продолжался до тех пор, пока она не обнажила свой кислородно-кремниевый слой — один из самых глубоких в своей структуре. Никогда ранее астрономы не наблюдали звезду, которая бы оголилась до такой степени перед взрывом.
Яркое свечение, зафиксированное телескопами, было вызвано столкновением. Когда оставшееся ядро звезды наконец взорвалось, выброшенное им вещество врезалось в ранее сброшенные оболочки, состоящие из кремния, серы и аргона. Данные показали, что атомы этих элементов двигались со скоростью до 3000 километров в секунду, что подтверждает сценарий мощного столкновения.
Это открытие, опубликованное 21 августа в журнале Nature, предполагает существование нового, ранее неизвестного пути звездной эволюции. Звезда, породившая 2021yfj, была лишена своих оболочек до беспрецедентной степени, что делает ее представителем потенциально нового класса сверхновых. Для полного понимания физических процессов, лежащих в основе этого уникального явления, Стив Шульце и его коллеги подчеркивают необходимость обнаружения большего количества подобных событий.
Изображение носит иллюстративный характер
После первоначального обнаружения команда под руководством астрофизика Стива Шульце из Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, провела детальные наблюдения с помощью обсерватории имени У. М. Кека на Гавайях. Анализ спектра в широком диапазоне видимых волн показал, что он не похож ни на что, виденное ранее. Это стало прямым указанием на исключительность наблюдаемого явления.
Ключевая особенность сверхновой 2021yfj заключалась в химическом составе материала, окружавшего взорвавшуюся звезду. Были обнаружены кремний, сера и аргон — элементы, которые крайне редко встречаются в подобном контексте. Эти вещества обычно находятся глубоко внутри массивной звезды, а не в ее внешних выброшенных слоях.
Обычно, когда звезды перед взрывом сбрасывают свои внешние оболочки, вокруг них обнаруживаются более легкие элементы, такие как гелий, углерод и кислород. Присутствие кремния, серы и аргона в случае с 2021yfj стало прямым доказательством того, что звезда-предшественник лишилась не только внешних, но и более глубоких слоев.
Массивные звезды имеют слоистую структуру, напоминающую луковицу. В результате ядерного синтеза под огромным давлением и температурой в их недрах формируются слои, состоящие из все более тяжелых элементов. Внешние слои содержат легкие элементы, такие как водород и гелий, в то время как кремний, сера и аргон располагаются глубже, окружая железное ядро.
Согласно выдвинутой гипотезе, звезда-предшественник 2021yfj имела массу около 60 масс Солнца, уже после того как она сбросила свою внешнюю водородную оболочку. Потеря внутренних фотонов, частиц света, заставила звезду сжиматься и нагреваться. Это, в свою очередь, приводило к мощным выбросам ее слоев каждые несколько тысяч лет.
В результате этих многократных выбросов звезда буквально разорвала сама себя на части. Этот процесс продолжался до тех пор, пока она не обнажила свой кислородно-кремниевый слой — один из самых глубоких в своей структуре. Никогда ранее астрономы не наблюдали звезду, которая бы оголилась до такой степени перед взрывом.
Яркое свечение, зафиксированное телескопами, было вызвано столкновением. Когда оставшееся ядро звезды наконец взорвалось, выброшенное им вещество врезалось в ранее сброшенные оболочки, состоящие из кремния, серы и аргона. Данные показали, что атомы этих элементов двигались со скоростью до 3000 километров в секунду, что подтверждает сценарий мощного столкновения.
Это открытие, опубликованное 21 августа в журнале Nature, предполагает существование нового, ранее неизвестного пути звездной эволюции. Звезда, породившая 2021yfj, была лишена своих оболочек до беспрецедентной степени, что делает ее представителем потенциально нового класса сверхновых. Для полного понимания физических процессов, лежащих в основе этого уникального явления, Стив Шульце и его коллеги подчеркивают необходимость обнаружения большего количества подобных событий.
