Обнаружена крайне необычная сверхновая, взорвавшаяся дважды

Как правило, когда звезда входит в фазу сверхновой, происходит ее взрыв и… собственно, ей наступает конец. Однако новое открытие астрономов может заставить нас пересмотреть наше представление о том, как могут гибнуть звезды. Ученые обнаружили звезду, которая вошла в фазу сверхновой, взорвалась, сумела каким-то образом пережить это событие, а затем, спустя 60 лет, взорвалась снова. Для исследователей космоса такой поворот событий оказался крайне необычным. Просто потому, что так не должно быть.

Сверхновая, получившая название iPTF14hls, была обнаружена в 2014 году и на первый взгляд показалась исследователям совсем обычной сверхновой класса II-P. Сверхновые данного класса представляют собой ядра массивных звезд, которые превращаются в нейтронную звезду и создают мощную ударную волну, проходящую через ее внешнюю оболочку, богатую водородом, который выбрасывается в космос. Выброшенная материя ионизируется ударной волной, а позже охлаждается и рекомбинирует.

Отмеченные спектроскопические особенности сверхновой iPTF14hls казались полностью идентичными для сверхновых класса II-P. Но затем, спустя несколько месяцев, она продемонстрировала поведение, которое обычно не демонстрируют другие сверхновые – она снова, что называется, зажглась.

За 600-дневный период наблюдения за ней она несколько раз тускла, а затем вновь становилась ярче. Менее чем за три года было зафиксировано как минимум 5 таких случаев. Обычно сверхновые достигают пика максимальной яркости, сияют так в течение нескольких месяцев, а затем начинают постоянно тускнеть. Однако, когда ученые из обсерватории Лас Кумбрес (США) вернулись к изучению заархивированных данных, они обнаружили нечто удивительное – та же сверхновая взорвалась в 1954 году.

График изменения яркости (в миллиардах солнц) сверхновой iPTF14hls (отмечена желтой линией) в сравнении с поведением обычной сверхновой (отмечено синей линией) за 600-дневный период

«Эта сверхновая перечеркивает все, что мы знали об этих объектах. Это самая большая загадка, с которой мне доводилось встретиться за почти десятилетие исследований звездных коллапсов», — комментирует глава исследования, астроном Яир Аркави из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и сотрудник обсерватории Лас Кумбрес.

В статье журнала Nature исследователи приводят расчеты, согласно которым изначально сверхновая iPTF14hls являлась более крупной звездой, как минимум в 50 раз массивнее нашего Солнца и, вероятнее всего, гораздо его больше.

«На самом деле сверхновая iPTF14hls может являться самым большим взрывом звезды из когда-либо наблюдавшихся», — говорит исследователь Ларс Билдстен, являющийся директором Института теоретической физики Кавли при Калифорнийском университете.

Астроном считает, что возможным объяснением для сверхновой iPTF14hls могло бы послужить то, что она является так называемой пульсирующей пара-нестабильной сверхновой, что делало бы ее еще и первым в своем роде объектом такого типа, который удалось наблюдать на самом деле. Это событие выброса огромного объема звездной материи, которое на первый взгляд может показаться сверхновой, но при этом не уничтожающей звезду.

По предположениям ученых, данное явление возможно только со звездами, обладающими массой, в 95-130 раз превышающей солнечную. Во время этих выбросов звезда выплевывает свой внешний слой, за счет чего сокращается на 10-25 солнечных масс. Повторяться это может до тех пор, пока звезда в конечном итоге не коллапсирует в черную дыру. Но это лишь предположение. В качестве более раннего кандидата на роль пульсирующей пара-нестабильной сверхновой рассматривалась звезда Эта Киля. По мнению ученых, на ней произошло 1843 выброса материи, однако подтвердить то, что звезда относится именно к этому классу, исследователи пока не смогли.

«Подобные взрывы звезд можно было бы ожидать во время ранней Вселенной, но сейчас точно нет. Это как если бы мы обнаружили сегодня настоящего живого динозавра. Если бы такого нашли, то наверняка бы задались вопросом: точно ли это динозавр?», — комментирует Энди Хауэлл из Калифорнийского университета, возглавляющий группу по поиску и изучению сверхновых.

Казалось бы, загадка близка к решению. Но все не так-то просто, как хотелось бы. Дело в том, что гипотеза не учитывает наличие водорода у пульсирующей пара-нестабильной сверхновой. После взрыва в 1954 году сверхновая iPTF14hls сохранила в своей оболочке водород в несколько десятков солнечных масс. Кроме того, при более позднем взрыве сверхновой присутствовала энергия на несколько порядков выше, чем описывается в гипотезе о пульсирующих пара-нестабильных сверхновых. Из этого можно сделать два вывода: либо iPTF14hls действительно является пульсирующей пара-нестабильной сверхновой, но при этом и без того крайней необычной, либо же это какой-то совершенно иной вид сверхновой, никогда не встречавшийся ранее.

Команда исследователей продолжает наблюдение за этой сверхновой и надеется, что через время все-таки сможет найти нужный ответ.

«Это один из тех типов событий, над которым можно в буквальном смысле сломать голову. Сначала мы думали, что это совершенно обычный и совсем непримечательный объект. Затем он стал ярче, и эта яркость не изменялась из месяца в месяц», — говорит исследователь Питер Наджент из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.

«Собрав все данные наших наблюдений из Паломарской обсерватории, Обсерватории Кека, обсерватории Лас Кумбрес и даже изображения, полученные в рамках Паломарского обзора 1954 года, мы сможем докопаться до сути».

«Я бы очень хотел обнаружить хотя бы еще один подобный объект», — добавил ученый.