Кто регулирует яркость сверхновых

Американским ученым удалось разгадать загадку сверхъярких сверхновых, которая уже несколько лет не давала покоя всем астрономам Земли. По их мнению, в возникновении этого не вписывающегося ни в какие теоретические схемы феномена виноваты магнетары. Флуктуации их мощного магнитного поля и делали вспышку во много раз ярче, чем она должна была быть.

Фото:

А началось все с того, что в 2006–2007 годах группа астрономов столкнулась с весьма необычным явлением. Ими были обнаружены две вспышки сверхновых, которые оказались куда более яркими, чем это обычно бывает. Более того, сами источники этих вспышек, то есть умирающие звезды, оказались совсем не на тех местах, где они должны были быть. Все указывало на то, что свет от них шел до Земли около 10 миллиардов лет, однако необычная яркость этих вспышек свидетельствовала о куда меньшем расстоянии до их источников.

"Когда я показал результаты наблюдений коллегам на конференции, они озадачились. Никто даже не думал, что это далёкие сверхновые, в противном случае энергия их взрывов должна быть совершенно невероятной. Мы считали, что такое вообще невозможно", — вспоминает об этом курьезе ведущий автор исследования астроном Эндрю Хауэлл из Обсерватории Лас-Кумбрес (США).

С легкой руки Хауэлла и его коллег за этими странными вспышками было закреплено название "сверхъяркие сверхновые". После этого несколько коллективов потратили много времени на то, чтобы объяснить природу данного феномена, который совершенно не вписывался ни в какие схемы звездной эволюции. И только недавно группа того же доктора Хауэлла смогла наконец-то предложить достаточно правдоподобное описание этого явления — ученые считают, что источником такой вспышки мог быть магнетар.

Напомню, что магнетаром называется нейтронная звезда, обладающая исключительно сильным магнитным полем (до 10¹¹Тл). Ее диаметр может составлять от 15 до 30 км (не следует удивляться столь малому диаметру, ведь по сути дела, данный объект — это всего лишь ядро погибшей звезды), однако массы большинства магнетаров во много раз превышают массу Солнца — из-за того, что вещество этих нейтронных звезд очень плотно сжато. Считается, что магнетары являются одной из конечных стадий эволюции массивных звезд с начальной массой около 40 солнечных масс. Мощным магнитным полем эти объекты обладают потому, что они очень быстро вращаются — эти звезды совершают как минимум несколько оборотов вокруг оси в секунду!

Так вот, согласно исследованиям группы Хауэлла, виновниками сверхъярких сверхновых вспышек были достаточно массивные звезды, которые, однако в то же время содержали достаточно мало водорода. Зато углерода и кислорода, наработанных длительными термоядерными процессами, там было в избытке. На определенной стадии жизненного цикла эти светила, еще задолго до врыва, называемого астрономами вспышкой сверхновой, сбросили свои внешние слои, оставив на прежнем месте лишь обнаженные ядра.

А вот дальше произошло достаточно интересное событие — эти ядра начали раскручиваться, и в результате они преобразились в быстро вращающиеся нейтронные звезды с мощнейшим магнитным полем, то есть магнетары. Однако при такой трансформации огромная энергия вращения бывших звездных ядер, каждое из которых весило так же, как и Солнце и делало порядка 500 оборотов в секунду, высвобождалась в очень кроткие сроки, порождая тем самым резкие флуктуации магнитного поля магнетара.

Именно это и послужило причиной аномальной яркости вспышки сверхновой, которая на самом деле случилась именно тогда, когда и предполагали астрономы, то есть 10 миллиардов лет тому назад (кстати, не то, что Солнечной системы, но даже и нашего Млечного пути в те времена еще не было). Интересно, что самих магнетаров, породивших своим вращением эти мощные вспышки, уже давно нет в "живых", поскольку срок существования таких объектов в среднем — всего-то 10 000 лет. Однако созданное ими мощное сияние на пропало и недавно, наконец-то дошло и до нас.

Согласно построенной исследователями из группы Хауэлла модели, в настоящее время подобные события очень редки и случаются примерно раз на 10 000 вспышек сверхновых всех типов. Кроме того, с более высокой вероятностью они имеют место в примитивных галактиках, где элементов тяжелее водорода и гелия мало. Таких было достаточно в ранней Вселенной, однако на сегодняшний день это очень и очень редкие образования — можно сказать, что вблизи Млечного пути их практически не осталось.

"То, что мы видели несколько лет назад — это динозавры среди сверхновых. Они почти вымерли сегодня, однако в ранней Вселенной встречались чаще. К счастью, мы можем исследовать их "ископаемый" свет при помощи телескопов. То есть надеемся отыскать и другие сверхновые такого типа" — говорит руководитель группы исследователей доктор Энди Хауэлл.

Таким образом, загадку сверхъярких сверхновых ученым вроде бы удалось разгадать. Впрочем, ученые из группы Хауэлла говорят, что окончательную точку в этом вопросе поставило бы еще одно наблюдение подобного феномена. Однако в ближайшее время это вряд ли будет возможно…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"