Была ли сверхновая Кеплера сверхмощной?

SN 1604 (сверхновая Кеплера) отстоит от Земли примерно на 20 тыс. световых лет. Впервые её заметили в 1604 году. Но, несмотря на столь продолжительное знакомство астрономической науки с объектом, некоторые детали его взрыва до сих пор интригуют исследователей.

Арка, прекрасно видимая в рентгеновском диапазоне, резко отличает остатки этой сверхновой от иных объектов того же типа. (Здесь и ниже иллюстрации Chandra / NASA.)

Новый анализ, проведённый группой астрономов под руководством Дэниэла Патнода из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США), выявил в регионе остатков сверхновой интересные вещи, свидетельствующие о том, что взрыв был не совсем обычным, очень мощным — и случился дальше.

Некоторое время назад было установлено, что героиня этой заметки была сверхновой типа Ia, то есть являлась продуктом взрыва белого карлика, масса которого превысила предел Чандрасекара. Взорвалась она либо из-за перекачки вещества с соседней двойной звезды, либо из-за столкновения с ней.

Необычно то, что остатки сверхновой имеют не вполне правильную форму: в её «северном» (в верхнем с точки зрения земного наблюдателя) регионе присутствует яркая (в рентгеновском диапазоне) «арка». Наличие такой дуги означает, что расширяющиеся остатки взорвавшейся сверхновой столкнулись здесь с препятствием в виде газа и пыли.

Вариации, однако, возможны в деталях. Наблюдаемым эффектам удовлетворяют две модели. В рамках первой, прежде чем стать сверхновой, белый карлик вместе со второй звездой своей двойной системы двигались через относительно плотное облако межзвёздного газа, при этом звёздный ветер с их поверхности был очень сильным и при столкновении с вышеупомянутым межзвёздным газом породил ударную волну. Второй вариант таков: расширяющиеся остатки сверхновой в «северном» регионе SN 1604 сталкиваются с межзвёздным газом всё нарастающей плотности.

Считается, что взрывы таких сверхновых вызываются заимствованием массы у соседней звезды из той же двойной системы. Либо столкновением с ней.

Любопытно, что обе модели требуют, чтобы взрыв сверхновой Кеплера произошёл на расстоянии не менее 16 тыс. световых лет от Земли. Однако в первом варианте, который исследователи считают равновероятным второму, взрыв должен был произойти более чем в 23 тыс. световых лет (7 000 пк), что заметно отличается от верхней предшествующей оценки в 20 тыс. световых лет (не говоря уже о нижней, равной 13 тыс.).

Другая странность — необычайно высокое содержание железа в светящемся в рентгеновском диапазоне регионе останков сверхновой. Это говорит о том, что взрыв SN 1604 был более энергичным, чем это обычно характерно для Ia-сверхновых. Кроме того, чтобы объяснить наблюдаемый спектр рентгеновского излучения, учёные сделали вывод о том, что непосредственно перед взрывом окрестности звезды были «зачищены» от окружающих объектов, и диаметр этой области пространства соответствует примерно 10% наблюдаемого сегодня объёма, занимаемого останками сверхновой. Напомним, многие модели взрыва сверхновых типа Iа предсказывали, что перед взрывом такая сверхновая сбрасывает со своей оболочки внешний слой. Поскольку скорость сброса значительна, а плотность белого карлика очень велика, сброс выносит из окружающего сверхновую пространства практически всё, включая (теоретически) весьма крупные тела.

Соответствующее исследование опубликовано 1 сентября 2012 года в Astrophysical Journal.

Подготовлено по материалам Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.