Aya Tsuboi / Kavli IPMU
Астрономы смогли отыскать прародителя сверхновой SN 2019yvr, которая была отнесена к типу Ib. Им оказался желтый сверхгигант, который в финале своей жизни активно терял свою внешнюю оболочку за счет выбросов вещества, и сформировал вокруг себя плотную, богатую водородом околозвездной средой. Это открытие позволяет ученым наложить ограничения на сценарии взрыва массивных звезд. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Одним из основных механизмов взрывов сверхновых является гравитационный коллапс ядра звезд с массой более восьми масс Солнца. Эмпирически подтвердить этот процесс и получить некоторую информацию о его особенностях астрономам удалось благодаря вспышке сверхновой SN 1987A (прародителем был голубой сверхгигант) и последующим открытиям более двух десятков звезд-прародителей сверхновых типа II в близлежащих галактиках, которые были красными сверхгигантами, и нескольких звезд-прародителей сверхновых типа IIb, которые являлись сверхгигантами спектральных типов A – K.
Считается, что тип сверхновой зависит от конечного количества водорода (или гелия) в оболочке звезды-прародителя, в частности обедненность водородом и гелием может быть следствием потери звездой вещества за счет звездного ветра, выбросов плазмы или массопереноса в двойных системах. В последнем случае массивная звезда может не только лишиться внешних слоев, но и создать в окружающем среде плотное облако, которое может светиться при дальнейшем взаимодействии с ударной волной от взрыва. Таким образом, различные свойства звезды-прародителя могут привести к появлению вспышек сверхновых разных типов — начиная от типа II и заканчивая IIn или Ic-подобным.
Группа астрономов во главе с Чарльзом Килпатриком (Charlie Kilpatrick) из Центра междисциплинарных исследований и астрофизики Северо-Западного университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений за сверхновой SN 2019yvr, которая была отнесена к типу Ib (отсутствуют линии водорода) и вспыхнула 27 декабря 2019 года в спиральной галактике NGC 4666, расположенной на расстоянии 46,9 миллиона световых лет в созвездии Девы. Ученых интересовали как свойства звезды-прародителя сверхновой, так и эволюция излучения вспышки. В наблюдениях участвовали наземные телескопы «Джемини-Юг», «Swope», «Северный телескоп Фолкса», сети LCOT и обсерватории Кека, а также космические телескопы «Хаббл» и «Спитцер».
Cправа: изображение области, где вспыхнула SN 2019yvr, полученное за 2,5 года до взрыва. Слева вверху: крупный план SN 2019yvr, полученное через 67 дней после начала вспышки. Слева в центре и внизу: крупный план SN 2019yvr, полученное до вспышки.
Charles D. Kilpatrick et al. / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2021
В итоге ученым удалось обнаружить кандидата в прародители сверхновой — это второе подобное открытие для типа Ib (первым была сверхновая iPTF13bvn). Наблюдения показали, что через 150 дней после начала вспышки ударная волна встретилась с плотной, богатой водородом околозвездной средой, что означает, что прародитель SN 2019yvr пережил эпизод эруптивной потери массы, по крайней мере, за 44 года до взрыва. Предполагается, что он был желтым сверхгигантом с температурой фотосферы 6800 кельвинов и радиусом 320 радиусов Солнца, а остатки водородной оболочки мог потерять за 2,6 лет до взрыва за счет мощных выбросов или звездных ветров, сформировав вокруг себя квазифотосферу. Сценарий, в котором звезда-прародитель входит в короткопериодную двойную систему, где компаньон мог отбирать внешние оболочки звезды, плохо вписывается в данные наблюдений.
Вверху: эволюционные треки звезды-прародителя SN 2019yvr (синяя звезда), звезд-прародителей вспышек SN IIb (зеленые квадраты), iPTF13bvn (синий ромб) и звезд-прародителей SN II (красные квадраты) на диаграмме Герцпрунга-Рассела. Внизу: эволюционный трек двойной звезды, которая подходит под наблюдавшееся поведение кандидата в прародители SN 2019yvr.
Charles D. Kilpatrick et al. / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2021
В целом, прародитель SN 2019yvr оказался более холодным и раздутым, чем прародитель SN iPTF13bvn, и больше похож на звезды-прародители сверхновых типа IIb. Ученые хотят продолжить наблюдения за остатком сверхновой, чтобы лучше понять его эволюцию и, возможно, найти компаньона звезды-прародителя. Ожидается, что наблюдательные программы по поиску сверхновых, такие как YSE (Young Supernova Experiment), или будущий обзор неба телескопом Веры Рубин, позволят найти больше вспышек разных типов и наложить ограничения на сценарии взрыва.
Ранее мы рассказывали как телескоп «Чандра» отыскала первого в Млечном Пути кандидата в сверхновые типа Iax, природа которых малопонятна из-за того, что все наблюдавшиеся сверхновые подобного типа были внегалактическими.
Александр Войтюк