Открыт новый класс сверхновых!

До сих пор сверхновые делились на две большие группы (с многочисленными подгруппами): одни были продуктом взрыва звезды массой от 10 до 100 солнечных, а другие — итогом взрыва белого карлика, набравшего по каким-то причинам массу, превышающую предел Чандрасекара.

Долго-долго в астрономии считалось, что последняя категория — сверхновые типа Ia — обладает одинаковой максимальной светимостью из-за идентичности массы взрывающихся белых карликов, которая не может быть больше того, что определяется пределом Чандрасекара. Постоянство же этого значения позволяет использовать такие взрывы в качестве стандартных измерителей расстояния до их галактик: если светимость одинакова, то на Земле она различается лишь в зависимости от расстояния до сверхновой. Как мы не раз писали, теперь ясно, что это не так — а значит, ряд расстояний до удалённых галактик измерен ошибочно...

Механизм взрыва мини-сверхновых должен отличаться от обычного, но вот детали таких отличий нам пока не до конца ясны. (Иллюстрации Christine Pulliam / CfA.)

Но, как оказалось, мы даже не представляли, насколько это не так. Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) объявили вчера об открытии нового типа сверхновой — Iax. Такие сверхновые не ярче обычных (как те отклонения от стандарта, о которых мы недавно писали); напротив, они тусклее, и при их взрыве выделяется меньше энергии, чем при взрыве стандартной Ia-сверхновой. И хотя оба типа происходят от взрыва белого карлика, взрыв Iax, в отличие от всех известных видов сверхновых, может не уничтожить полностью исходную звезду — тот самый родительский белый карлик.

«Сверхновая типа Iax — фактически мини-сверхновая, — поясняет ведущий автор исследования Райан Фоли (Ryan Foley). — Это карлик в выводке сверхновых».

На сегодня г-ну Фоли и его коллегам удалось найти 25 образцов таких мини-сверхновых, при этом ни одна из них не обнаружена в эллиптических галактиках, наполненных старыми звёздами. Из этого учёные делают вывод о том, что тип Iax родом из молодых звёздных систем.

Что обусловливает неполный взрыв белых карликов? Исходя из наблюдательных данных, они образуются в двойных системах, где одним из компонентов является белый карлик, а вторым — обычная, в основном гелиевая звезда, потерявшая водород своих внешних слоёв. Гравитация белого карлика постепенно перетягивает к нему этот гелий, после чего на определённом этапе происходит взрыв.

Увы, конкретный механизм такого взрыва пока ускользает. Это может быть или взрыв наружного гелиевого слоя, где при накоплении массы и росте давлений и температур начинается гелий-гелиевая термоядерная реакция, или, напротив, реакция внутри самого белого карлика, на который давит возрастающий груз гелиевой оболочки.

Что неожиданно: по расчётам, энергия такого взрыва недостаточна для того, чтобы полностью уничтожить исходный белый карлик. В случае всех известных сверхновых родительское светило исчезало навсегда, и именно его остатки, разнесённые взрывами во всех направлениях, служат источником и железа в нашей крови, и кальция в наших костях, и золота в подвалах центробанков. Похоже, с новооткрытым классом всё иначе. «Такая звезда может быть избита и изранена, однако она способна выжить», — полагает Райан Фоли.

Расчёты его группы показывают, что количество таких звёзд примерно равно трети от обычных сверхновых типа Ia. Однако, отмечает учёный, обнаружить их будет очень сложно. Дело в том, что, в отличие от традиционных сверхновых, они могут иметь во сто раз меньшую яркость. «Сверхновые типа Iax не редки, они просто тусклы, — объясняет астроном. — Более тысячи лет человечество наблюдает сверхновые, и всё это время этот новый класс прятался в тени». Разумеется, теперь, когда наука в курсе его существования, найти их будет значительно проще.

Отчёт об исследовании вскоре появится в издании Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.