Ученые обнаружили новый тип сверхновых звезд
Подтверждение теории взрыва сверхновой с захватом электронов нашла международная группа ученых, возглавляемая японским исследователем, 11 июля сообщает NHK.
Взрыв сверхновой происходит в конце жизненного цикла звезды после остановки раздувающей ее термоядерной реакции из-за исчерпания «горючего» из сравнительно легких химических элементов — и последующего гравитационного коллапса.
Если масса исходной звезды не превышала 8 солнечных, то в результате образуется белый карлик — остаток звезды размером с Землю и массой порядка солнечной, состоящий из атомов и вырожденного электронного газа. Если масса исходной звезды не больше 40 солнечных, то в результате образуется нейтронная звезда размером с крупный город и массой в несколько солнечных, в которой электроны были «вдавлены» в протоны и образовался сплошной суп из нейтронов.
Иначе образуется черная дыра. В любом случае, не успевшие сколлапсировать в компактный объект внешние оболочки звезды отскакивают от него и разметаются чудовищной силы взрывом, образующим красивую туманность.
Номото Кенъити из Токийского университета и другие ученые впервые предсказали промежуточный тип сверхновой с захватом электронов около 40 лет назад. В этом случае внутри звезды с массой 8–10 солнечных на конечном этапе ее эволюции образуется вырожденное ядро из кислорода, неона и магния — по сути, зачаток белого карлика.
Из-за постепенного снижения интенсивности термоядерных реакций в этом ядре начинается постепенное «вдавливание» электронов в атомы, из-за чего «похудевшее» облако вырожденных электронов теряет возможность противостоять гравитации звезды — и происходит гравитационный коллапс.
В отличие от мгновенного коллапса в нейтронную звезду, в электронно-захватном случае «вдавливание» электронов происходит постепенно. Потому при взрыве такой сверхновой в окружающее пространство разбрасываются разнообразные химические элементы, получавшиеся в результате трансмутации атомов.
Анализируя спектр непосредственно взрывающейся звезды, возможно определить, является ли она искомой электронно-захватной. Однако недостаток данных наблюдений и неточность теоретических предсказаний препятствовали обнаружению таких сверхновых в реальности.
Аспирант Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Даити Хирамацу и его группа проанализировали уровень энергии и элементы, высвободившиеся при взрыве сверхновой, наблюдавшемся в 2018 году. Они смогли с достаточной точностью подтвердить, что это была электронно-захватная сверхновая.
Отметим, доказательство существования новых типов сверхновых звезд, богато разбрасывающих различные химические элементы в окружающее пространство, поможет скорректировать существующие у астрономов модели Вселенной и более точно понять ее эволюцию.
