Майже століття астрономи з великим інтересом вивчали наднові. Ці чудодійні події - це те, що відбувається, коли зірка вступає в останню фазу свого життєвого циклу і розпадається, або позбавляється зірки-супутника її зовнішніх шарів до тієї точки, де вона зазнає краху ядра. В обох випадках ця подія зазвичай призводить до масового вивільнення матеріалу в кілька разів більше маси нашого Сонця.
Однак міжнародна команда вчених нещодавно стала свідком наднової, яка була напрочуд слабкою і короткою. Їх спостереження свідчать, що наднову спричиняв небачений супутник, швидше за все, нейтронна зірка, яка позбавила свого супутника матеріалу, внаслідок чого вона розпалася і перейшла в супернову. Тому це вперше вчені стали свідками народження компактної бінарної системи зірок нейтронів.
Нещодавно у журналі з'явилося дослідження під назвою "Гаряча і швидка ультразчинена супернова, яка, ймовірно, сформувала компактну біткову нейтронну зірку". Наука. Дослідженням керував Кішалай Де, аспірант кафедри астрофізики Калтеху, до складу якого входили члени Центру космічних польотів NASA Годдарда та лабораторії реактивного руху, Інституту науки Вейцмана, Інституту астрофізики Макса Планка, Національної лабораторії Лоуренса Берклі і кілька університетів та обсерваторій.
Дослідження команди проводились насамперед у лабораторії Мансі Касліваль, доцента кафедри астрономії в Каліфорнії та співавтора дослідження. Вона також є головним дослідником проекту «Глобальна естафета обсерваторій, що спостерігає за перехідними явищами» (РОСТ), під керівництвом Каліфорнії, міжнародного астрономічного співробітництва, яке зосереджено на вивченні фізики перехідних (короткочасних) подій - тобто наднових, нейтронних зірок, чорних злиття ям та астероїди навколо землі.
Заради свого дослідження команда спостерігала за подією наднової, відомою як iPTF 14gqr, яка з'явилася на околиці спіральної галактики приблизно за 920 мільйонів світлових років від Землі. У ході своїх спостережень вони помітили, що наднова спричиняє викид порівняно скромної кількості речовини - близько п’ятої маси Сонця. Це було зовсім несподіванкою, як Каслівалі вказав у недавньому прес-релізі Caltech:
"Ми бачили розвал ядра цієї масивної зірки, але ми побачили надзвичайно мало маси, яка викидається. Ми називаємо це ультра-роздягнутою конвертною надновою, і вже давно передбачається, що вони існують. Це перший раз, коли ми переконливо бачили крах ядра масивної зірки, настільки позбавленої матерії ».
Ця подія була незвичною, оскільки для того, щоб зірки розпалися, їх ядра заздалегідь повинні бути огорнуті величезною кількістю матеріалу. Це поставило питання про те, куди могла поїхати зоряна маса. На підставі своїх спостережень вони визначили, що компактний супутник (або білий карлик, або нейтронна зірка), мабуть, з часом відхилив його.
Цей сценарій призводить до наднових типу І, які трапляються у бінарній системі, що складається з нейтронної зірки та червоного гіганта. У цьому випадку команда не могла помітити супутника нейтронної зірки, але аргументувала, що вона, мабуть, утворилася на орбіті з іншою зіркою, утворюючи таким чином первісну двійкову систему. Фактично це означає, що спостерігаючи за iPTF 14gqr, команда стала свідком народження двійкової системи, що складається з двох компактних нейтронних зірок.
Більше того, той факт, що ці дві нейтронні зірки знаходяться настільки близько один до одного, означає, що вони згодом злиться у події, подібній до тієї, що відбулася у 2017 році. розглядаються як в гравітаційних, так і в електромагнітних хвилях. Подальші спостереження також показали, що злиття, ймовірно, призвело до утворення чорної діри.
Це створює можливості для майбутніх опитувань, які будуть дивитися iPTF 14gqr, щоб побачити, чи призведе ще одна кінонова подія та створить ще одну чорну діру. На додаток до цього, той факт, що команді вдалося спостерігати за подією, був дуже вдалий, враховуючи, що ці явища є як рідкісними (становлять лише 1% подій наднової), так і короткочасними. Як пояснив Де:
«Вам потрібні швидкі перехідні обстеження та добре узгоджена мережа астрономів по всьому світу, щоб дійсно зафіксувати ранній етап наднової. Без даних у зародковому періоді ми не могли б зробити висновок, що вибух, мабуть, відбувся в руйнуючому ядрі масивної зірки з огинаючою, що приблизно в 500 разів перевищує радіус Сонця ».
Подія вперше була виявлена Обсерваторією Паламар у складі проміжної фабрики перехідних періодів Паломар (iPTF) - наукової співпраці, де обсерваторії по всьому світу контролюють космос за короткочасними космічними подіями, такими як наднови. Завдяки проведенню нічних обстежень iPTF телескоп Palomar зміг помітити iPTF 14gqr дуже скоро після того, як він став суперновою.
Співпраця також забезпечила те, що після того, як телескоп Паламара вже не зможе його побачити (через обертання Землі), інші обсерваторії змогли тримати його моніторинг і відстежувати його еволюцію. Забігаючи наперед, перехідний фонд Цвікі (який є спадкоємцем Обсерваторії Паламара для iPTF) проводитиме ще більш часті та широкі огляди неба, сподіваючись помітити більше цих рідкісних подій.
Ці опитування, узгоджуючись із подальшими зусиллями таких мереж, як РОСТ, дозволять астрономам вивчити, як розвиваються компактні бінарні системи. Це призведе до більш глибокого розуміння не тільки взаємодії цих об'єктів, але й дасть більше розуміння того, як утворюються гравітаційні хвилі та певні типи чорних дір.
