Обнаружен новый тип сверхновых звезд – мини-сверхновые

Астрономы обнаружили новую разновидность сверхновых звезд, взрыв которой настолько слабый, что ученые решили дать этому явлению название «миниатюрный звездный взрыв»

Сверхновые звезды – это смерть звезд, процесс их разрушения в ходе мощных взрывов. Ученые привыкли разделять такие взрывы на два основных типа, но недавно появился новый класс, названный Iax, который «представляет собой своего рода мини-сверхновую звезду», сказал автор исследования Райан Фоли, астроном из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. «Это карликовая сверхновая звезда», – говорит он.

Образование сверхновых звезд – самые мощные звездные взрывы, известные науке. Первый из двух основных видов, взрыв сверхновых звезд типа Ia, происходит, когда белый карлик умирает из-за переизбытка массы, поглощаемой от звезды-соседа. Коллапс сверхновых звезд типа II происходит после того, как ядро звезды, приблизительно в 10-100 раз более массивной, чем Солнце, исчерпывает свой питательный материал и за долю секунды разрушается в процессе яркого радиоактивного взрыва.

В 2002 году исследователи начали замечать, что есть много сверхновых звезд, похожих на сверхновые звезды типа Ia, но при этом они явно менее мощные, иногда составляя лишь 1% от пиковой яркости звезд типа Ia. Недавно, основываясь на более ранних и недавних наблюдениях, Фоли и его коллеги идентифицировали 25 примеров того, что они называют сверхновыми звездами типа Iax.

«Это действительно новый вид звездного взрыва», – сказал Фоли SPACE.com.

Художественное изображение мини-сверхновой звезды типа Iax. Материал из горячей синей звезды перетягивается к белому карлику, находящемуся в диске аккреции. Во многих случаях белый карлик переживает последующий взрыв. Фото с сайта cfainstitute.org

Бинарные системы

Данные, которые собрали ученые, позволяют предположить, что, как и сверхновые звезды типа Ia, новые звезды Iax происходят из бинарной звездной системы, в состав которой входят белый карлик и сопутствующая звезда. К тому моменту, когда образовывается сверхновая звезда типа Iax, белый карлик, который уже поглотил весь водород от звезды-соседа, начинает питаться оставшимся и преобладающим в составе гелием.

Все еще остается неясным, что точно происходит во время взрыва Iax. Гелий, содержащийся во внешней оболочке сопутствующей звезды, может подвергнуться ядерному синтезу, что, в свою очередь, подвергает белого карлика воздействию ударной волны, которая заставляет его взорваться.

С другой стороны, возможно, весь гелий, который накопил белый карлик от его сопутствующей звезды, мог изменить плотность и температуру внутренней среды белого карлика, вызывая реакцию от соединения углерода, кислорода и гелия в звезде, которая инициирует взрыв, объяснил Фоли.

Ученые считают, что во многих случаях сверхновых звезд типа Iax белый карлик переживает взрыв, в то время как в случае типа Ia звезда всегда полностью разрушается.

«Звезда сильно пострадает, но она может выжить, – говорит Фоли. – Мы не совсем понимаем, почему разрушается только часть звезды, как мы наблюдали в некоторых случаях, и это – серьезная проблема. Но мы прямо сейчас работаем над поиском ответов».

Фоли вычислил, что количество сверхновых звезд, которые можно отнести к типу Iax, составляет приблизительно треть от всех сверхновых звезд. А причина того, почему до сих пор было обнаружено так мало Iax, в том, что эти взрывы очень слабые.

«Сверхновые звезды типа Iax не редки: они просто очень неяркие, – сказал Фоли. – Больше тысячи лет люди наблюдают сверхновые звезды. И все это время этот новый класс просто скрывался в тени больших взрывов».

Молодые звездные системы

Сверхновые звезды типа Iax до сих пор ни разу не наблюдались учеными в эллиптических галактиках, которые буквально заполнены древними звездами. Это предполагает, что сверхновые звезды данной разновидности происходят в молодых звездных системах.

Большой синоптический обзорный телескоп в Чили будет ориентирован на обнаружение сверхновых звезд. Ожидается, что телескоп сможет наблюдать не меньше миллиона сверхновых звезд. Это значит, что с его помощью ученые станут свидетелями более 10 000 взрывов сверхновых звезд типа Iax.

Фоли предполагает, что дальнейшее исследование прольет свет на многие вопросы, на которые у ученых сейчас нет ответов. Он собирается наблюдать и исследовать взрывы сверхновых звезд типа Iax, чтобы приблизиться к пониманию процесса и последствий этого события для жизни белого карлика.

Ученые опубликовали подробные результаты своего исследования в статье, принятой для публикации в издании Astrophysical Journal.