Наднова неабияк здивувала астрономів, вибухнувши тричі за три роки

Ця неймовірна наднова, схоже, має власний секрет життя після смерті.

Впродовж останніх 15 років астрономи спостерігали тисячі наднових, що колапсують, однак жодна з них не поводилась так, як iPTF14hls. Ця наднова безперервно викидає матерію протягом останніх трьох років, і астрономи вважають, що у її минулому мали місце ще два вибухи.

Результати своїх спостережень дослідники опублікували у листопадовому номері Nature.

Антиматерія у ядрі?

Така невтомна наднова може бути прикладом нового та унікального типу наднових, які вибухають через наявність у їхньому ядрі антиматерії. Проте, згодом може з’явитись й інше екзотичне пояснення.

“Наднова має бути одноразовим явищем – зоря вибухає, вона мертва, все закінчено, вона не здатна вибухнути знову,”

– каже астрофізик Лаїр Аркаві з Каліфорнійського університету, Санта-Барбара –

“Це найдивніша наднова, яку ми коли-небудь бачили. Вона схожа на зорю, що постійно гине.”

iPTF14hls
Наднова-привид в уявленні художника. iPTF14hls могла вибухнути вже тричі за останні три роки, щоразу позбавляючись своїх газових оболонок. Джерело: NASA, ESA, G. BACON/STSCI

Вперше наднову iPTF14hls зафіксували у вересні 2014 року на Паламарській обсерваторії у Сан-Дієго. Дослідники класифікували її як наднову II типу, яка розташовувалась у іншій галактиці, на відстані близько 500 млн світлових років.

Вибухи наднових II типу свідчать про останній подих зір з масою, яка перевищує масу нашого Сонця у 50 разів. Зазвичай астрономи спостерігають їхнє надпотужне світіння впродовж 100 днів, перш ніж світність починає падати.

Однак за декілька тижнів від iPTF14hls надійшов перший знак про її унікальність: світність наднової збільшилася. Тоді астрономи спостерігали один з нерегулярних циклів підвищення та зниження рівня світності об’єкта.

iPTF14hls вибухала знову і знову. Така поведінка не була схожа на жодну з тисяч наднових, які раніше спостерігали вчені. Джерело: S. WILKINSON/LCO

За словами Аркаві та його колег, усе стало ще дивнішим, коли вони переглянули дані, зібрані з 2014 по 2016 рік. Виявилось, що iPTF14hls залишалась яскравою понад 600 днів. Виверження матерії назовні, яке зараз пішло на зниження, можливо лише розпочиналось та прогресувало, коли астрономи вперше помітили iPTF14hls. Можливо, така поведінка наднової продовжувалась і в минулому.

“Це просто нечувано,”

– каже фізик-теоретик Стенфорд Вузлі з Каліфорнійського університету у Санта Круз, який не брав участі у дослідженні, –

“Зазвичай, наднові такого не роблять.”

За нормальних умов, газові шари наднової викидаються у космос, сповільнюючись та охолоджуючись під час розширення. Але температура iPTF14hls залишалась екстремально високою, близько 5 700 °C, впродовж всього часу спостережень, а її газові шари й не думали сповільнюватись.

Астрономи припускають, що ця газова оболонка може бути результатом попереднього надпотужного вибуху наднової-привида, який стався у проміжку між 2010 та 2014 роками, а незмінно висока температура встановилась вже після охолодження та розширення.

Історичні записи

Цікаво, що у Паламарській обсерваторії збереглись фотографічні пластини та записи про ще один яскравий спалах у тій самій частині неба, який спостерігали 1954 року. Однак астрономи не можуть підтвердити чи спростувати зв’язок цих подій.

Згідно з теорією, зоря здатна вибухати декілька разів, перш ніж закінчити життя надновою. Газові залишки такої наднової врешті-решт мають колапсувати у чорну діру з масою близько 40 мас Сонця. Водночас, перший такий вибух має винести у космос усі шари водню, а це неможливо застосувати до випадку iPTF14hls. Остання лише у 2014 році позбулася кількості водню, еквівалентної 50 масам Сонця.

На думку Вузлі, лише магнітар – намагнічені рештки зорі, що швидко обертаються – здатен безперервно світитися впродовж двох років. Проте магнітар не може пояснити спалах 1954 року.

Астрофізикам знадобляться нові спостереження, аби підтвердити одну з теорій, чи навпаки – розробити щось нове.

За словами Аркаві, шоу підходить до завершення, а світність iPTF14hls знижується. З часом оболонка наднової має охолонути та стати прозорою. Це дозволить вченим роздивитись ядро зорі-примари та знайти відповіді. Однак, кому вистачить духу щось прогнозувати?

Nature (2017), doi: 10.1038/nature24030