У міру розвитку астрономічних явищ, наднови є одними з найчарівніших і вражаючих. Цей процес відбувається, коли певні типи зірок доходять до кінця свого життя, де вони вибухають і скидають свої зовнішні шари. Завдяки поколінням досліджень астрономи змогли класифікувати більшість спостережуваних наднових на одну з двох категорій (тип I та тип II) та визначити, які види зірок є попередниками для кожної.
Однак на сьогоднішній день астрономи не змогли визначити, який тип зірки врешті-решт призводить до наднови типу Ic - особливого класу, де зірка зазнає колапсу ядра після позбавлення її водню та гелію. Але завдяки зусиллям двох команд астрономів, які порівнювали архівні дані з Космічний телескоп Хаббл, Зараз вчені знайшли давно затребувану зірку, яка викликає цей тип наднових.
В основному, вважається, що наднови перших типів є результатом двійкових систем, що складаються з білого карлика та зірки-супутника, що навколо навколо навколо. З часом білий карлик почне відсиджувати матеріал від супутника, поки не буде досягнута критична маса. Потім переповнений білий гном потім зазнає краху ядра і вибухає в неймовірно яскравому спалаху матеріалу та енергії.
У випадку наднових типу Ic, на частку яких припадає близько 20% масивних зірок, які вибухають від розпаду ядра, зірка втратила свій зовнішній шар водню та більшу частину свого гелію. Вважається, що ці зірки є одними з найбільш масових відомих - щонайменше 30 сонячних мас - і залишаються яскравими навіть після скидання їх зовнішніх шарів. Тому було таємницею, чому астрономи не змогли помітити жодного, перш ніж вона вийшла надновою.
На щастя, у 2017 році спостерігалася наднова типу Ic, що знаходилася всередині скупчення молодих зірок у спіральній галактиці NGC 3938, розташованій приблизно за 65 мільйонів світлових років. Первісне відкриття було зроблено астрономами в обсерваторіях Тенагра в Арізоні, але дві команди астрономів звернулися до Хаббл для точного розташування джерела.
Перша команда під керівництвом Шуйлера Д. Ван Діка - старшого наукового співробітника Центру інфрачервоної обробки та аналізу Caltech (IPAC) - зобразила молоду наднову в червні 2017 року з Хаббл Широка польова камера 3 (WFC 3). Потім вони використали це зображення для пошуку кандидата-потомника в архіві Хаббл фотографії, зроблені NGC 3938 у грудні 2007 року.
Друга команда під керівництвом Чарльза Кілпатріка з Каліфорнійського університету Санта-Крус у червні 2017 року спостерігала наднову в інфрачервоних знімках, використовуючи один із 10-метрових телескопів у W.M. Обсерваторія Кека на Гаваях. Потім команда проаналізувала той самий архів Хаббл фотографії як команди Ван Діка для розкриття можливого джерела.
Обидві команди опублікували дослідження, які вказували на те, що попередник був, ймовірно, синім надгігантом, розташованим в одній із спіральних ручок NGC 3938. Як зазначив Ван Дайк у недавньому прес-релізі NASA, «Пошук добросовісного прародителя супернової Ic - це великий приз пошуку прабатьків. Зараз у нас вперше є чітко виявлений об’єкт-кандидат ».
Факт, що вперше була виявлена наднова (позначена SN 2017ein), також був дуже вдалий, як пояснив Кілпатрик:
"Нам пощастило, що наднова була поблизу і дуже яскрава, приблизно в 5-10 разів яскравіша, ніж інші наднови типу Ic, що, можливо, полегшило пошук прародителя. Астрономи спостерігали багато наднових типу Ic, але вони занадто далеко, щоб Хаббл вирішив. Вам потрібна одна з цих масивних, яскравих зірок у сусідній галактиці, щоб зійти. Схоже, більшість наднових типу Ic менш масивні і тому менш яскраві, і тому ми не змогли їх знайти. "
Виходячи з своєї оцінки потомника, обидві команди запропонували дві можливості для ідентичності джерела. З одного боку, вони припускали, що це може бути одна здоровенна зірка між 45 і 55 сонячними масами, яка горіла дуже яскраво і гаряче, викликаючи згорання її зовнішніх шарів водню та гелію перед тим, як зазнати гравітаційного колапсу.
Друга можливість полягала в тому, що прародитель являв собою масивну бінарну систему, яку складали зірка, яка знаходилась між 60 і 80 сонячними масами, і супутник, який складав 48 сонячних мас. У цьому сценарії більш масивна зірка була позбавлена свого шару водню та гелію своїм супутником ще до того, як вона вибухнула як наднова.
Друга можливість була трохи несподіванкою, оскільки це не те, чого очікують астрономи на основі сучасних моделей. Що стосується наднових типів I типу, астрономи очікують, що бінарні системи складаються із зірок меншої маси, як правило, нейтронної зірки з супутником, який залишив свою основну послідовність і розширився, щоб стати червоним гігантом.
Відкриття цього прародителя, отже, розгадує для астрономів щось загадкове. Деякий час вони знали, що наднові типу Ic не мають дефіциту водню та гелію, і не знають, чому. Одне з можливих пояснень полягало в тому, що їх роздягали сильні вітри заряджених частинок. Але жодних доказів цього ніколи не знайдено.
Інша можливість передбачала близькі орбіти бінарних пар, де одна зірка була позбавлена її зовнішніх шарів, перш ніж вона вибухнула. Але в цьому випадку вони з’ясували, що зірвана зірка зірка все ще була достатньо масивною, що в підсумку вибухнула як наднова типу Ic.
Як пояснила Орі Фокс, науковий співробітник Науково-дослідного інституту космічного телескопа (STSI) у Балтіморі та член команди Ван Діка:
«Роз'єднання цих двох сценаріїв для створення наднових типу Ic впливає на наше розуміння еволюції зірок та утворення зірок, включаючи те, як розподіляються маси зірок при їх народженні, і скільки зірок утворюється у взаємодіючих бінарних системах. І це питання, які хочуть знати не просто астрономи, що вивчають наднови, а всі астрономи. "
Дві команди також вказали, що вони не зможуть підтвердити особистість зірки-потомника до тих пір, поки наднова не зів’яне приблизно через два роки. Наразі вони сподіваються використовувати NASA Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), який планується запустити в 2021 році, щоб побачити, чи є прародитель ще дуже яскравим (як очікувалося) та зробити більш точні вимірювання його яскравості та маси.
Це останнє відкриття не тільки заповнює деякі дірки в наших знаннях про те, як поводяться деякі зірки, коли вони доходять до кінця своєї основної фази послідовності, але також надає астрономам можливість дізнатися більше про утворення та еволюцію зірок у нашому Всесвіті. . Коли телескопи наступного покоління стануть доступними в найближчі роки, астрономи сподіваються отримати життєву думку про ці питання.
Дослідження під керівництвом Ван Дайка під назвою "SN 2017ein та можливе перше виявлення породного роду Supernova типу Ic" з'явилося в Астрофізичний журнал В червні. Друге дослідження, "Потенційний прародитель супернової типу Ic 2017ein", з'явилося в Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства цього минулого жовтня.
