Кривые блеска SN 2023ufx с поправкой на вымирание. Во всей рукописи используются одни и те же цвета и символы. Перевернутые треугольники указывают на неоткрытия 5σ примерно за 0,5 дня до взрыва ZTF. Синие и красные галочки вдоль нижней оси обозначают оптические и БИК-спектроскопические наблюдения соответственно. Эта информация о кривой блеска доступна в виде данных за рисунком. Изображение предоставлено: Астрофизический журнал (2024 г.). DOI: 10.3847/1538-4357/ad8448
Международная группа исследователей провела новые наблюдения необычной сверхновой и обнаружила звездный взрыв с наименьшим содержанием металлов, когда-либо наблюдавшийся.
Эта редкая сверхновая, названная 2023ufx, образовалась в результате коллапса ядра красной звезды-сверхгиганта, взорвавшейся на краю соседней карликовой галактики. Результаты исследования показали, что наблюдения как этой сверхновой, так и галактики, в которой она была обнаружена, имеют низкую металличность, то есть в них отсутствует обилие элементов тяжелее водорода или гелия.
Поскольку металлы, образующиеся в сверхновых, влияют на их свойства, в том числе на то, как звезды развиваются и умирают, изучение их образования может помочь астрономам многое узнать о состоянии Вселенной в начале, особенно в ее начале. При рождении металлов практически не было. «, — сказал Майкл Такер, ведущий автор исследования и научный сотрудник Центра космологии и физики астрочастиц Университета штата Огайо.
«Если вы хотите предсказать, как образовался Млечный Путь, вам нужно иметь хорошее представление о том, как первые взрывающиеся звезды породили следующее поколение», — сказал Такер. «Это понимание дает ученым прекрасный пример того, как эти первые объекты повлияли на их окружение».
В частности, карликовые галактики являются полезными местными аналогами условий, которые ученые могли ожидать в ранней Вселенной. Это говорит астрономам о том, что, хотя первые галактики были бедны металлами, у всех крупных и ярких галактик вблизи Млечного Пути было достаточно времени для взрыва звезд и повышения содержания металлов, сказал Такер.
Количество металлов, содержащихся в сверхновой, также влияет на такие аспекты, как количество возможных ядерных реакций или продолжительность яркого взрыва. Это также одна из причин, почему многие звезды малой массы иногда подвергаются риску коллапса в черные дыры.
Исследование было недавно опубликовано в Astrophysical Journal.
Хотя событие, наблюдаемое командой Такера, является лишь второй сверхновой с низкой металличностью, самым необычным в нем является ее расположение относительно Млечного Пути, сказал Такер.
Обычно любая сверхновая с низким содержанием металлов, которую ожидали бы астрономы, была бы слишком тусклой, чтобы ее можно было увидеть из-за ее удаленности от нашей галактики. Благодаря внедрению более мощных инструментов, таких как космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба, обнаружение далеких галактик с низким содержанием металлов теперь стало экспоненциально проще.
«В ближайшей Вселенной не так уж много мест с низким содержанием металлов, и до JWST их было трудно найти», — сказал Такер.
Но обнаружение 2023ufx оказалось для исследователей счастливой случайностью. Недавно обнаруженные наблюдения за этой конкретной сверхновой показали, что многие из ее свойств и поведения значительно отличаются от свойств и поведения других сверхновых в соседних галактиках.
Например, эта сверхновая имела период яркости, который оставался постоянным в течение примерно 20 дней, а затем уменьшался, тогда как яркость ее богатых металлами аналогов обычно длилась около 100 дней. Исследование также показало, что при взрыве было выброшено большое количество быстродвижущегося материала, что позволяет предположить, что во время взрыва он, должно быть, вращался очень быстро.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
Этот результат означает, что быстро вращающиеся звезды с низким содержанием металлов должны были быть относительно распространены на заре существования Вселенной, сказал Такер. Теория его команды состоит в том, что сверхновая, вероятно, имела слабые звездные ветры — потоки частиц, выброшенные из атмосферы звезды, — которые заставили ее культивировать и выделять так много энергии.
В целом, их наблюдения дают астрономам основу для лучшего изучения того, как звезды с низким содержанием металлов выживают в различных космических средах, и могут даже помочь некоторым теоретикам более точно смоделировать поведение сверхновых в ранней Вселенной.
«Если вы хотите предсказать, как формируются и развиваются галактики, первое, что вам нужно, — это иметь хорошее представление о том, как первые взрывающиеся звезды повлияли на их окружение», — сказал Такер.
Будущие исследования могут быть направлены на то, чтобы выяснить, была ли сверхновая больше в данный момент, просто потому, что она была сверхмассивной звездой, или ее материал был истощен еще не обнаруженным двойным компаньоном.
До тех пор исследователям придется ждать, пока не станет доступно больше данных.
«Эра JWST находится на столь ранней стадии, что мы все еще находим в галактиках много вещей, которых не понимаем», — сказал Такер. «В долгосрочной перспективе мы надеемся, что это исследование послужит отправной точкой для подобных открытий».
Информация от: Университетом штата Огайо.
