Сверхъяркие вспышки сверхновых, возможно, порождены магнетарами

Астрономы считают, что наконец-то раскрыли загадку слишком ярких сверхновых, долго смущавших научный мир самим фактом своего существования.

В 2006–2007 годах астронаблюдения показали странное: две сверхновые, выглядевшие чрезвычайно яркими (то есть близкими), находятся не там, где должны. Процессы, лежащие в основе таких явлений, по идее, типичны, и в их итоге массивная звезда становится либо чёрной дырой, либо нейтронной звездой, и энергия, выделяющаяся в таких вспышках, тоже должна быть типичной. Отсюда и широко известное использование сверхновых определённых типов в качестве «стандартных свеч» астрономии: раз их яркость на месте вспышки одинакова, то по ним можно уточнять оценки расстояния до тех районов, в которых они расположены.

Сверхновая SNLS-06D4eu и галактика, в которой она находится, показаны стрелкой. Объекты настолько далеки от Тулы, что свет от них на этом изображении просто слился. Большие яркие звёзды в том же секторе неба — из нашей Галактики. Слабые — отдалённые галактики. (Илл. Supernova Legacy Survey.)

Так вот, с объектами типа SNLS-06D4eu об этом можно забыть. Всё указывает на то, что свет от них шёл к нам 10 млрд лет (то есть начал свой путь, когда и нашей Галактики-то, по сути, не было), и это при яркости, которая, казалось бы, свидетельствует о куда меньшем расстоянии до сверхновой. «Когда я показал результаты наблюдений коллегам на конференции, они озадачились, — вспоминает Эндрю Хауэлл (Andrew Howell) из Обсерватории Лас-Кумбрес, ведущий автор открытия. — Никто даже не думал, что это далёкие сверхновые, в противном случае энергия их взрывов должна быть совершенно невероятной. Мы считали, что такое вообще невозможно».

Так это название — «сверхъяркая сверхновая» — и закрепилось, подразумевая особый подкласс, теоретическое объяснение существования которого долгое время отсутствовало.

Новая работа группы г-на Хауэлла делает то же, что и предыдущие исследования других учёных: она пытается объяснить существование таких сверхновых, но при этом наиболее полно отвечает на вопросы о природе этих объектов. Такие светила, подчёркивают астрономы, обычно весьма бедны водородом, зато содержат много углерода и кислорода, наработанных длительными термоядерными процессами. Согласно выдвинутой гипотезе, изначально эти звёзды были много больше и массивнее, однако затем сбросили внешние слои, и случилось это задолго до взрыва, оставив на месте лишь обнажённое ядро.

После этого ситуация с останками гиганта резко менялась. Ядро закручивалось, и после коллапса создавалась необычайно быстро вращающаяся нейтронная звезда с мощнейшим магнитным полем — в сотню триллионов раз сильнее земного (магнетар). Однако при такой трансформации огромная энергия вращения экс-ядра звезды, весящего как Солнце и делающего около 500 оборотов в секунду, высвобождалась в весьма кроткие сроки, порождая резкие флуктуации магнитного поля.

В примитивных галактиках, бедных тяжёлыми элементами, появление сверхъярких сверхновых случалось чаще, чем в нашу эпоху. (Иллюстрация NASA.)

Подобные события, согласно построенной исследователями модели, 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. То есть, называя вещи своими именами, в ранней Вселенной.

«Это динозавры среди сверхновых, — поясняет Эндрю Хауэлл. — Они почти вымерли сегодня, однако в ранней Вселенной встречались чаще. К счастью, мы можем исследовать тамошний «ископаемый» свет при помощи телескопов. То есть надеемся отыскать и другие сверхновые такого типа».

Отчёт об исследовании вскоре появится в издании Astrophysical Journal, а его препринт доступен вдумчивым читателям на сайте arXiv.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.