Астрономы нашли «бессмертную» сверхновую звезду

Ученые открыли сверхновую, которая взрывалась уже много раз, но до сих пор остается звездой и светит.

Когда в большой звезде заканчивается термоядерный синтез на ядрах водорода, нарушается баланс между центробежными силами и гравитацией и она коллапсирует, взрываясь сверхновой. Их известны тысячи разных типов, и только недавно среди них появилась одна, не связанная с окончательной гибелью звезды. Взрывы ее повторяются снова и снова, рассказывает статья, опубликованная журналом Nature.

Сверхновая iPTF14hls была открыта на Palomar Transient Factory в 2014 г. и выглядела совершенно не примечательной, но через несколько месяцев ученые из обсерватории Las Cumbres заметили, что яркость ее после некоторого спада снова растет. Это оказалось крайне необычным, и большая международная группа астрономов во главе с Иаиром Аркави (Iair Arcavi) использовала данные обсерватории Keck.

Спектральные линии iPTF14hls содержали линии водорода, указывая на сверхновую II класса. Однако вместо того чтобы вспыхнуть невероятно ярко и в течение примерно полугода погаснуть, она, видимо, взрывается снова и снова – ученые с удивлением заметили череду из пяти необычайно интенсивных вспышек, так что светимость окончательно стала падать лишь через два года.

iPTF14hls становилась то ярче, то тусклее пять раз за два года. Обычная сверхновая (показана синим) так себя не ведет / ©Arcavi et al., 2017; LCO, C. Wilkinson

Заинтересовавшись необычной сверхновой, авторы провели спектральные наблюдения ее галактики, а также изучили архивные снимки, обнаружив, что впервые вспышку можно заметить на данных еще за 1954 г. Звезда каким-то образом пережила тот взрыв, чтобы снова вспыхнуть в 2014-м – более полувека спустя. «Эта сверхновая нарушает все, что, как мы думали, мы знаем о том, как они устроены, – говорит Иаир Аркави. – Это величайшая загадка, с которой я столкнулся за почти десять лет изучения взрывающихся звезд».

Архивные снимки обсерватории Palomar указывают на возможный взрыв iPTF14hls в 1954 г. На снимке 1993 г. сверхновой уже не видно / ©Arcavi et al., 2017; LCO, C. Wilkinson

По расчетам ученых, сама звезда была как минимум в 50 раз тяжелее Солнца, скорее всего, намного более тяжелой. Возможно, самой тяжелой, взрыв которой мы наблюдали. Именно ее чудовищный размер, возможно, делает ее поведение таким странным – это может быть первый пример «сверхновой нестабильной пульсирующей пары» (Pulsational Pair Instability Supernova).

В самом деле, некоторые теории предсказывают, что в недрах таких сверхмассивных и сверхгорячих звезд может образовываться антивещество. Это делает их крайне нестабильными, заставляя время от времени взрываться яркими выбросами. Процесс может продолжаться десятилетиями, пока не придет последний взрыв, а звезда не превратится в черную дыру. Считалось, что такие колоссальные звезды существовали лишь в молодой Вселенной, и то, что одну из них удалось увидеть сегодня, ученые сравнивают с обнаружением живого динозавра.

«Вы, скорее всего, спросите, в самом ли деле это динозавр?» – говорит один из авторов работы Энди Хоуэлл (Andy Howell). Действительно, эта гипотеза объясняет далеко не все странности iPTF14hls – например, ее яркость оказалась выше и сохраняется дольше, чем следовало. Ее можно наблюдать до сих пор, и астрономы продолжают следить за iPTF14hls. Возможно, они выяснят, что мы имеем дело с чем-то совершенно новым и непредусмотренным.