Используя два телескопа на Гавайях, ученые смогли впервые увидеть взрыв красного сверхгиганта и его коллапс в качестве сверхновой звезды. Подобный взрыв - нечастое явление в масштабах галактики. Исследовательская группа из Института астрономии Pan-STARRS при Гавайском университете наблюдала за красным сверхгигантом размером около 10 солнечных масс, расположенным на расстоянии около 120 миллионов световых лет от Земли в галактике NGC 5731 в течение последних 130 дней перед его смертельным взрывом.
До сих пор ученые считали, что красные сверхгиганты остаются спокойными перед взрывом или коллапсом - в отличие от других звезд, выбрасывающих слои горящего газа. Однако новое наблюдение показывает, что так бывает далеко не всегда.
"Прямое обнаружение предсверхновой активности в красной сверхгигантской звезде никогда ранее не наблюдалось в обычной сверхновой II типа", - рассказывает Уинн Якобсон-Галан, астроном из Беркли и ведущий автор исследования. - Впервые мы увидели взрыв красной сверхгигантской звезды! Это прорыв в нашем понимании того, что делают массивные звезды за мгновения до своей смерти".
Уникальные данные являются прямым доказательством наличия плотного материала, окружавшего звезду во время взрыва. Исследователи считают, что это тот же самый газ, который был выброшен из красного сверхгиганта и который они заметили несколькими месяцами ранее. Исходя из этих наблюдений астрономы предположили, что некоторые красные сверхгиганты претерпевают значительные внутренние изменения перед тем, как стать сверхновой.
Стоит сделать короткое пояснение о цикле жизни подобных звезд. Когда у них заканчивается топливо для термоядерных реакций, массивная звезда в конце своей жизни взрывается в сверхновую. Эти явления - одни из самых хаотичных и бурных во Вселенной. Многие химические элементы и материалы образуются как раз в результате таких взрывов сверхновых звезд. Если у вас на пальце есть обручальное кольцо, то золото, из которого оно сделано, появилось как раз во время взрыва одной из таких сверхновых звезд, а уже потом со многими тонами другого звездного материала осело в облаке пыли, из которого сформировалась и появилась наша планета. Так что ваше обручальное кольцо имеет историю длиной в миллиарды лет.
Теперь астрономы впервые наблюдали смерть красного сверхгиганта - очень массивного типа звезды - на предварительной стадии, то есть до того, как это небесное тело взорвется в такую сверхновую, создающую многие материалы и металлы. Наиболее распространенным типом сверхновой является сверхновая с коллапсом ядра. Она возникает, когда у массивной звезды заканчивается топливо для горения. В итоге небесное тело больше не в состоянии поддерживать баланс между силами гравитации и ядерными реакциями и разрушается. За этим коллапсом следует гигантский, очень яркий взрыв, который посылает ударные волны в космос и обычно оставляет следы.
"Это как смотреть на бомбу замедленного действия, - говорит астрофизик Раффаэлла Маргутти из Калифорнийского университета в Беркли. - До сих пор мы никогда не подтверждали такую бурную активность умирающей красной сверхгигантской звезды, наблюдая, как она производит такой яркий выброс, а затем разрушается и сгорает" .
Именно высокий уровень излучаемого света привлек внимание астрономов к этой конкретной звезде. Наблюдение за ней велось не только за 130 дней перед взрывом, но и в течение 300 дней после взрыва, что позволило получить еще больше данных.