Обнаружен новый класс сверхновых с двойными пиками в яркости

Учёные обнаружили, что некоторые сверхновые имеют двойные пики в яркости, что может быть связано с наличием звезды-компаньона или других факторов

Новые исследования помогают понять эволюцию и конечные стадии массивных звёзд, роль бинарных взаимодействий и механизмы потери массы, которые в конечном итоге влияют на свойства образовавшейся сверхновой и её остатка. Это также даёт представление о различных массах звёзд-прародителей и сценариях, которые могут привести к различным типам потери массы, проливая свет на сложные процессы, управляющие жизненными циклами массивных звёзд.

Группа исследователей предложила ограничения на физические свойства звёзд и возможные механизмы потери массы, расширяя понимание звёздной эволюции и разнообразия сверхновых.

Сверхновые — это вспышки звёзд. В зависимости от прародителя их яркость может развиться до полной в течение 20—100 дней после события, а затем снова затухнуть.

Традиционно астрономам необходимо сравнивать изображение ночного неба с эталонным изображением и искать события, которые могли бы быть кандидатами в сверхновые. Затем астрономы проводят последующие наблюдения, чтобы записать подробную эволюцию оптических сигналов сверхновых. Процесс может быть медленным, поскольку он не автоматизирован, а длительное время отклика может пропустить объекты, которые быстро эволюционируют.

Автоматизированная система наблюдения за транзиентными астрономическими объектами, расположенная в Паломарской обсерватории в Калифорнии, Zwicky Transient Factory призвана решить эту проблему с помощью автоматизированного конвейера обработки данных в реальном времени, специального фотометрического телескопа и полного архива всех обнаруженных астрономических источников. Это позволяет непрерывно выполнять наблюдения, классификацию и анализ транзиентных событий в небе. С момента запуска ZTF в 2017 году телескоп обнаружил около 9000 сверхновых.

С большим количеством вновь открытых сверхновых появился новый класс сверхновых. Эти сверхновые не содержат водорода или кремния в выбросах (они же сверхновые типа Ib/c) и имеют ярко выраженную двойную пиковую особенность в яркости, где первый пик возникает примерно через 10 дней после вспышки.

Обычные сверхновые в основном показывают один пик в своей светимости в течение всего события. Двойной пик указывает на то, что звезда имеет фазу вспышки перед финальным взрывом. Вспышка похожа на «мини-взрыв», который отправляет часть материи на внешние слои звезды. После вспышки происходит финальный взрыв, материя взаимодействует с ранее выброшенной и создаёт сигналы двойного пика, которые и наблюдались.

«В прошлом мы знали, что такие сверхновые существуют очень редко, но мы не знаем, являются ли они единичными событиями или же за этими сверхновыми стоит систематическая картина. Со статистикой, поддерживаемой ZTF, мы можем полагать, что за такими вспышками стоит определённый механизм. Тогда возникает вопрос: есть ли у нас последовательная картина для объяснения этих вспышек?», — объяснил соавтор исследования, доктор Льюнг.

В этом проекте доктор Льюнг изучал свои предыдущие модели, в которых предсказывалась вспышка сверхновой. Было обнаружено, что параметр вспышки может соответствовать одному менее распространённому классу сверхновых, известному как сверхновые с пульсационной парной нестабильностью. Однако этот класс сверхновых крайне редкий. Это остаётся предмет споров, — может ли данный класс быть полным объяснением необычного подкласса вместе с количеством событий.

«Хотя в настоящее время выводы остаются открытыми, все равно интересно знать, что сверхновые могут быть более загадочными, чем мы когда-то думали. Мы ожидаем, что гораздо больше данных будет доступно в конце этого десятилетия. Обсерватория имени Веры Рубин будет развёрнута в 2025 году, и сообщество ожидает обнаружить примерно в 10 раз больше сверхновых. Такой значительный объём новых данных, безусловно, предоставит новые знания для раскрытия менее известной стороны физики сверхновых и этих необычных объектов», — сказал доктор Люнг.