V-kosmose.com

Астрономы планируют использовать сверхсветовые сверхновые для измерения расстояний во Вселенной

Взрыв сверхсветовой сверхновой. Фото: ESO/L. Calçad/ Wikimedia, licenced under CC BY 3.0

Взрыв сверхсветовой сверхновой. Фото: ESO/L. Calçad/ Wikimedia, licenced under CC BY 3.0

В конце своей жизни массивная звезда может взорваться как сверхновая и стать либо нейтронной звездой, либо черной дыры, - все зависит от массы исходной звезды. Но существует уникальный тип сверхновых, названных «сверхсветовые сверхновыми», которые в 100 раз ярче обычных. И ученые только начинают изучать этот новый тип, ведь он может стать полезным инструментом для определения точных расстояний во Вселенной.

К настоящему времени астрономы зафиксировали лишь 100 сверхсветовых сверхновых, и остается слишком много вопросов, касаемо них. Например, почему их яркость многократно превышает обычные сверхновые, и в каком случае они образуются. Ученые продолжают свои исследования, чтобы ответить на эти вопросы.

Как они образуются?

ASASSN-15lh считается самой яркой из сверхсветовых сверхновых. Ролик выше сделан на основании данных Очень Большого Телескопа ESO и космического телескопа Хаббл.

Команда астрономов во главе с доктором Рагнхильдом Луннананом из Стокгольмского университета хотят выяснить, какой тип звезд в конце своей жизни образует сверхсветовые сверхновые и благодаря наблюдению и анализу десятка подобных объектом, они хотят узнать больше об их природе.

Поиск сверхсветовых сверхновых осложняется тем, что это крайне редкое событие. Так, например, сверхновая зарождается в среднем один раз за столетие на целую галактику и при этом вероятность того, что это будет сверхсветовая сверхновая составляет лишь 1 к 10000! Поэтому для обнаружения анализа подобных объектов команда исследователей использует широкоугольные камеры, которые позволяют наблюдать большой участок звездного неба. К такому типу камер относится Zwicky Transient Facility (ZTF), которая является частью Паломарской обсерватории в Калифорнии.

При этом в большинстве случаев астрономы обнаруживают сверхсветовые сверхновые в молодых галактиках, в которых кипит процесс звездообразования. Благодаря этому факту, астрономы предположили, что сверхсветовые сверхновые образуются в результате взрыва молодых звезд. Кроме того, исследователи отметили еще один факт: большинство этих загадочных объектов были обнаружены в бедных на металл галактиках, которые иногда еще называют «низкометаллическими». Доктор Рагнхильд Луннанан считает, что этот ключ указывает, что сверхсветовые сверхновые могут образовываться в конце жизненного пути массивных и низкометаллических звезд.

В 2018 команда исследователей обнаружили весьма примечательную сверхсветовую сверхновую, она буквально выбрасывала свою оболочку в конце своей жизни.

Как становятся сверхновыми?

Сверхсветовая сверхновая SNLS-06D4eu и её родительская галактика (стрелка). Фото: https://scitechdaily.com/

Сверхсветовая сверхновая SNLS-06D4eu и её родительская галактика (стрелка). Фото: https://scitechdaily.com/

Как правило, сверхновые образуется в двух случаях:

  1. в первом случае коллапсирует массивная звезда;
  2. во втором случае сверхновая образуется в двойной звездной системе. Если, например, одна из звезд является белым карликом, а вторая нормальной звездой, то материал с обычной звезды перетекает на поверхность белого карлика, и когда масса накопившегося материала становится критичной, происходит взрыв сверхновой типа 1а;

Но что приводит к взрыву сверхсветовой сверхновой?

Доктор Авишай Гал-Ям из Научного института Вейцмана в Израиле пытается ответить на вопрос, также используя камеру ZTF. Кроме того, что она является широкоугольной, она позволяет снимать небо с высокой частотой. Это особенно полезно, ведь взрывы сверхновой являются краткосрочными событиями по астрономическим меркам. Однако взрывы сверхсветовых длятся дольше, их яркость выше и затухают они медленнее.

У доктора Гал-Ямя есть две основные теории, объясняющие происхождение сверхсветовых сверхновых:

  • первая теория гласит, что сверхсветовая сверхновая зарождается в результате накопления энергии магнитаром – сильно намагниченной нейтронной звездой;
  • согласно второй теории сверхсветовая сверхновая – это результат коллапса крайне массивной звезды, масса которой может в сотни раз превышать массу Солнца. Доктор Ланнан придерживается именно этой теории;

Для чего они полезны?

Это изображение DES15E2mlf - самой удаленной из открытых сверхсветовых сверхновых. Фото: D. Gerdes / S. Jouvel.

Это изображение DES15E2mlf - самой удаленной из открытых сверхсветовых сверхновых. Фото: D. Gerdes / S. Jouvel.

Хотя природа сверхсветовых сверхновых остается туманной, они могут стать полезным инструментом в руках астрономов и использоваться в качестве маркеров расстояний в космосе, так называемых «стандартных свечей». Эти яркие события могут сказать нам точно, насколько далеко расположена та или иная галактика. Сверхновые используются в качестве стандартных свечей, так как имею известную светимость. Измерьте насколько она яркая с Земли, и вы получите точное расстояние до галактики – хозяина.

Высокая яркость сверхсветовых сверхновых может стать особенно полезной, ведь она позволяет нам измерить расстояния до более далеких галактик и раздвинуть рамки измерений во Вселенной. Команда исследователей во главе с доктором Салливаном использовали Межамериканскую обсерваторию Cerro Tololo в Чили и измерили точное расстояние до 20 сверхсветовых сверхновых, находящихся в далеких галактиках. Они оказались удалены от Земли на 8 млрд световых лет.

Чем больше подобных объектов обнаружат астрономы, тем больше будет шансов ответить на вопрос: что вызывает взрыв сверхсветовых сверхновых?