Художественная концепция остатка сверхновой под названием Pa 30 — остатков взрыва сверхновой, наблюдавшегося с Земли в 1181 году. Необычные нити серы торчат из пыльной оболочки выброшенного материала. В центре остатка можно увидеть остатки первоначальной звезды, которая взорвалась и теперь представляет собой горячую раздутую звезду, которая могла остыть и стать белым карликом. Космический веб-изображитель Кека (KCWI) в обсерватории В.М. Кека на Гавайях нанес на карту странные волокна в 3D и показал, как они летят наружу со скоростью около 1000 километров в секунду. Фото предоставлено: Обсерватория В.М. Кека/Адам Макаренко.
В 1181 году новая звезда светила возле созвездия Кассиопеи в течение шести месяцев, прежде чем исчезнуть. Это событие, зафиксированное китайскими и японскими наблюдателями как «гостевая звезда» почти тысячу лет назад, на протяжении веков озадачивало астрономов. Это одна из немногих сверхновых, зарегистрированных до изобретения телескопов. Кроме того, он долгое время оставался «сиротой», а это значит, что ни один из видимых сегодня небесных объектов не мог быть отнесен к нему.
Ее остаток, ныне известный как сверхновая SN 1181, был обнаружен только в 2021 году до туманности Pa 30, которая была обнаружена в 2013 году астрономом-любителем Даной Патчик при изучении архива изображений телескопа WISE в рамках гражданского научного проекта.
Но эта туманность не является типичным остатком сверхновой. Фактически, астрономам было любопытно найти уцелевшую «звезду-зомби» в ее центре, остаток внутри остатка. Считается, что сверхновая 1181 года возникла, когда термоядерный взрыв произошел у плотной мертвой звезды, называемой белым карликом. Обычно белый карлик был бы полностью уничтожен при таком взрыве, но в этом случае часть звезды выжила, оставив после себя своего рода «звезду-зомби».
Этот тип частичного взрыва называется сверхновой типа Iax. Что еще более увлекательно, так это то, что от этой звезды-зомби исходили странные нити, напоминающие лепестки цветка одуванчика. Теперь доцент ISTA Илария Кайаццо и ведущий автор Тим Каннингем, научный сотрудник НАСА Хаббла в Центре астрофизики Гарварда и Смитсоновского института, получили беспрецедентный крупный план этих странных нитей.
Их результаты опубликованы в Astrophysical Journal Letters.
3D-модель баллистически расширяющегося взрыва.
Команда Каннингема и Кайаццо смогла детально изучить этот странный остаток сверхновой благодаря Keck Cosmic Web Imager (KCWI) Калифорнийского технологического института. KCWI — это спектрограф, расположенный на высоте более 4000 метров в обсерватории В.М. Кека на Гавайях, недалеко от вершины вулкана Мауна-Кеа, самой высокой вершины Гавайев.
Как следует из названия, KCWI был разработан для обнаружения самых слабых и тусклых источников света во Вселенной, которые в совокупности называются «космической паутиной». Кроме того, KCWI настолько чувствителен и интеллектуален, что может захватывать спектральную информацию для каждого пикселя изображения. Он также может измерять движение материи при взрыве звезды, создавая что-то вроде 3D-фильма о сверхновой. KCWI делает это, изучая, как свет смещается по мере приближения или удаления от нас — физический процесс, похожий на знакомый доплеровский сдвиг, который мы видим по воющим сиренам, которые меняют свою мелодию, когда мимо проезжает машина скорой помощи.
Таким образом, вместо того, чтобы просто увидеть типичное статичное изображение фейерверка, которое часто встречается при наблюдениях сверхновых, исследователи смогли создать подробную трехмерную карту туманности и ее странных волокон. Кроме того, им удалось показать, что материал в нитях баллистически движется со скоростью около 1000 километров в секунду.
«Это означает, что выброшенный материал не замедлился и не ускорился с момента взрыва», — говорит Каннингем. «На основе измеренных скоростей нам удалось локализовать взрыв почти точно до 1181 года».
Свидетельства необычной асимметрии
Если не считать нитей в форме одуванчика и их баллистического расширения, общая форма сверхновой чрезвычайно необычна. Команда смогла показать, что выбросы (материал внутри нитей, выброшенный из места взрыва) необычно асимметричны. Это говорит о том, что асимметрия связана с самим первоначальным взрывом. Кроме того, волокна имеют острый внутренний край, обнажающий внутренний «зазор» вокруг звезды-зомби.
«Наша первая подробная трехмерная характеристика скорости и пространственной структуры остатка сверхновой многое говорит нам об уникальном космическом событии, которое наблюдали наши предки много веков назад. Но это также поднимает новые вопросы и ставит перед астрономами новые задачи, которые им придется решать в дальнейшем», — заключает Кайаццо. Она начала работать над этим проектом в качестве постдокторанта Берка-Шермана Фэйрчайлда в области теоретической астрофизики в Калифорнийском технологическом институте, США, а затем присоединилась к ISTA в мае этого года.
Информация от: Институтом науки и технологий Австрии.
