Новый тип сверхновой показал внутренние слои погибшей при взрыве звезды

Международная группа ученых обнаружила ранее невиданный тип сверхновой, богатый кремнием, серой и аргоном, что раскрывает внутреннее слоистое строение умершей звезды. Когда массивные звезды взрываются, астрофизики обычно обнаруживают сильные следы легких элементов, таких как водород и гелий. Но недавно открытая сверхновая, названная SN2021yfj, продемонстрировала удивительно другой химический состав. Астрономы давно выдвинули теорию, что массивные звезды имеют слоистую структуру, похожую на лук. Внешние слои преимущественно состоят из самых легких элементов. По мере продвижения к центру элементы становятся все тяжелее, вплоть до достижения внутреннего железного ядра. Наблюдения за SN2021yfj свидетельствуют о том, что массивная звезда каким-то образом потеряла свои внешние слои водорода, гелия и углерода, обнажив внутренние слои, богатые кремнием и серой, перед тем, как взорваться. Это открытие является прямым доказательством давно выдвинутой теории о внутренней слоистой структуре гигантских звезд и дает беспрецедентную возможность заглянуть в глубины массивной звезды — за мгновение до ее взрывной гибели. Результаты исследования были опубликованы 20 августа в журнале Nature.

«Это первый случай, когда мы видим звезду, которая была практически полностью обнажена», — сказал Стив Шульце из Северо-Западного университета, возглавлявший исследование. «Это показывает нам, как устроены звезды, и доказывает, что звезды могут терять много материала перед взрывом. Они могут не только терять свои внешние слои, но и быть полностью обнаженными, и все равно производить яркий взрыв, который мы можем наблюдать с очень-очень дальних расстояний».

«Это событие буквально не похоже на то, что кто-то видел раньше», — добавил Адам Миллер из Северо-Западного университета, старший автор исследования. «Это было настолько удивительно, что мы подумали, что, возможно, наблюдали не тот объект. Эта звезда говорит нам, что наши представления и теории об эволюции звезд слишком узкие. Не то чтобы наши учебники были неправильными, но они явно не охватывают всего, что происходит в природе. Видимо, существуют более экзотические пути окончания жизни массивной звезды, которые мы не принимали во внимание».

Шульце, эксперт по самым экстремальным быстротечным объектам в астрономии, является научным сотрудником Центра междисциплинарных исследований и исследований в астрофизике (CIERA) Северо-Западного университета. Миллер является доцентом физики и астрономии в Колледже искусств и наук Вайнберга Северо-Западного университета и ведущим членом CIERA и Института искусственного интеллекта для исследования неба NSF-Simons.

Массивные звезды, вес которых в 10–100 раз превышает вес нашего Солнца, подпитываются ядерным синтезом. В этом процессе интенсивное давление и экстремальная температура в ядре звезды заставляют более легкие элементы сливаться, образуя более тяжелые элементы. Когда температура и плотность в ядре возрастают, синтез начинается также во внешних слоях. По мере эволюции звезды, со временем в ядре выгорают все более тяжелые элементы, а более легкие элементы выгорают в серии оболочек, окружающих ядро. Этот процесс продолжается, в конечном итоге приводя к образованию железного ядра. Когда железное ядро коллапсирует, это вызывает взрыв сверхновой или образует черную дыру.

Хотя массивные звезды обычно сбрасывают слои перед взрывом, SN2021yfj выбросила гораздо больше материала, чем ученые когда-либо ранее обнаруживали. Другие наблюдения «раздетых звезд» обнаружили слои гелия или углерода и кислорода, обнажившиеся после потери внешней водородной оболочки. Но астрофизики никогда не видели ничего более глубокого, чем это, что намекает на то, что здесь должно происходить что-то чрезвычайно бурное и необычное.

Шульце и его команда открыли SN2021yfj в сентябре 2021 года, используя доступ Северо-Западного университета к Установке транзиентов Цвикки (ZTF). Расположенная к востоку от Сан-Диего, ZTF использует широкоугольную камеру для сканирования всего видимого ночного неба. С момента запуска ZTF стала главным двигателем открытий астрономических транзиентов — быстротечных явлений, таких как сверхновые, которые внезапно вспыхивают, а затем быстро угасают.

Просмотрев данные ZTF, Шульце обнаружил чрезвычайно яркий объект в зоне образования звезд, расположенной в 2,2 миллиарда световых лет от Земли.

Чтобы получить больше информации о таинственном объекте, команда хотела получить его спектр, который раскладывает рассеянный свет на составляющие цвета. Каждый цвет представляет разный элемент. Таким образом, анализируя спектр сверхновой, ученые могут обнаружить, какие элементы присутствуют во взрыве.

Хотя Шульце сразу же приступил к действию, их поиск спектра зашел в тупик. Телескопы по всему миру были либо недоступны, либо не могли видеть сквозь облака, чтобы получить четкое изображение. К счастью, команда получила неожиданный подарок от коллеги-астронома, который собрал спектр с помощью инструментов в обсерватории В.М. Кека на Гавайях.

«Мы думали, что полностью упустили возможность получить эти наблюдения», — рассказывает Миллер. «Поэтому мы пошли спать разочарованные. Но на следующее утро коллега из Калифорнийского университета в Беркли неожиданно предоставил спектр. Без этого спектра мы, возможно, никогда бы не поняли, что это был странный и необычный взрыв».

«Мы увидели интересный взрыв, но не имели представления, что это было», — говорит Шульце о SN2021yfj. «Почти мгновенно мы поняли, что это было что-то, чего мы никогда раньше не видели, поэтому нам нужно было изучить это с помощью всех доступных ресурсов».

Вместо типичного гелия, углерода, азота и кислорода, которые содержатся в других раздетых сверхновых, в спектре преобладали сильные сигналы кремния, серы и аргона. Ядерный синтез производит эти более тяжелые элементы в глубинах массивной звезды на последних этапах ее жизни.

«Эта звезда потеряла большую часть материала, который она произвела в течение своей жизни», — говорит Шульце. «Поэтому мы могли видеть только материал, образовавшийся в течение месяцев непосредственно перед взрывом. Чтобы это произошло, должно было случиться какое-то очень насильственное событие».

Хотя точная причина этого явления остается открытым вопросом, Шульце и Миллер предполагают, что произошел редкий и мощный процесс. Они исследуют несколько сценариев, включая взаимодействие с потенциальной сопутствующей звездой, массивный взрыв перед сверхновой или даже чрезвычайно сильные звездные ветры.

Но, скорее всего, как предполагает команда, эта загадочная сверхновая является результатом того, что массивная звезда буквально разорвала себя на куски. Когда ядро звезды сжимается под действием собственной гравитации, оно становится еще горячее и плотнее. Экстремальная температура и плотность затем снова зажигают ядерный синтез с такой невероятной интенсивностью, что это вызывает мощный взрыв энергии, который отталкивает внешние слои звезды. Каждый раз, когда звезда переживает новый эпизод нестабильности рождения электрон-позитронных пар, соответствующий импульс выбрасывает больше материала.

«Один из последних выбросов оболочки столкнулся с существующей оболочкой, что вызвало яркое излучение, которое мы видели как SN2021yfj», — сказал Шульце.

«Хотя у нас есть теория о том, как природа создала этот конкретный взрыв, я бы не стал ставить на карту свою жизнь, утверждая, что она правильная, потому что у нас все еще есть только один обнаруженный пример. Эта звезда действительно подчеркивает необходимость открытия большего количества таких редких сверхновых, чтобы лучше понять их природу и то, как они образуются», — добавил Миллер.

Обнаружен уникальный космический объект

Астрономы заметили во вселенной уникальное для мира науки событие – рождение дуэта нейтронных звезд. Объект получил название iPTF 14gqr – он оказался настолько странным, чем и привлек внимание ученых. Обычно, при рождении нейтронных звезд происходит взрыв, и в окружающее пространство выбрасывается материя объемом в несколько солнечных масс. Но объект iPTF 14gqr оказался по-настоящему уникальным: в результате взрыва в космос была выброшена материя, составляющая всего 1/5 солнечной массы, что говорит об очень слабом в масштабах сверхновых взрыве. Куда же делась пропавшая масса? Далее свет вспышки очень быстро погас – всего за семь дней, тогда как обычно подобные объекты остаются яркими в течение 17-20 дней. Исходя из данных о силе взрыва и массе самой сверхновой, команда ученых предполагает, что рядом с взорвавшейся звездой может находиться ранее незамеченный, но очень плотный объект-компаньон, возможно белый карлик, черная дыра или еще одна нейтронная звезда, "содравшая" со звезды-компаньона основную часть звездного вещества еще до взрыва сверхновой. Компьютерное моделирование события с участием гелиевой звезды и нейтронной звезды находящихся в одной системе показало, что такое действительно возможно. 

Это подтвердили данные наблюдения, которые указали на наличие плотного скопления гелия в пространстве вокруг звезды и отсутствие этого вещества в самом выбросе при взрыве сверхновой. Другими словами, компаньон звезды в буквальном смысле высосал все ее внешние соки, оставив лишь тонкий слой поверхностного гелия, который был выброшен в пространство еще до взрыва сверхновой.

По словам ученых, это формирует довольно яркую картину рождения двойной нейтронной звезды. Что еще интереснее, поскольку оба объекта находятся очень близко друг к другу, то в конечном итоге они сольются в столкновении, выбросив в космос гравитационные волны. Когда это событие случится – астрономы не знают. По мнению исследователей, рождение двойных нейтронных звезд должно быть достаточно частым явлением для Вселенной, а не видим мы их потому, что эти события происходят очень быстро.

Снимок: Исчезающий призрак давно погибшей звезды

Тонкие красные нити возбужденного газа обозначают положение одних из самых обширных остатков сверхновой в нашей галактике Млечный путь на этом снимке, сделанном при помощи космического телескопа Spitzer («Спитцер») НАСА. Остатки сверхновой образуются после мощной вспышки массивной звезды в конце ее жизненного цикла. Красные нити, наблюдаемые на этом снимке, относятся к остаткам сверхновой, известным как HBH 3, которые астрономы впервые наблюдали в 1966 г. при помощи радиотелескопов. Эти остатки также излучают в оптическом диапазоне. Эти нити светящегося материала, скорее всего, представляют собой молекулярный газ, атакованный ударной волной, сгенерированной при взрыве сверхновой. Энергия этого взрыва привела к возбуждению молекул газа, в результате чего они начали излучать в инфракрасном (ИК) диапазоне. Белое, напоминающее облако образование, также наблюдаемое на этом снимке, является частью комплекса звездообразовательных областей, называемых соответственно W3, W4 и W5. Однако эти области простираются далеко за пределы участка, представленного на снимке. Как белые звездообразовательные области, так и красные филаменты находятся на расстоянии примерно 6400 световых лет от нас и лежат внутри нашей галактики Млечный путь.

Остатки сверхновой HBH 3 составляют примерно 150 световых лет в диаметре и являются одними из самых протяженных остатков сверхновой, известных ученым. Кроме того, эти остатки сверхновой являются одними из древнейших объектов своего рода, известных науке: астрономы считают, что взрыв, в результате которого были сформированы эти остатки, произошел от 80000 до 1 миллиона лет назад.

Астрономы раскрывают секреты самой далекой обнаруженной сверхновой

Международная команда астрономов, включающая профессора Боба Николя (Bob Nichol) из Портсмутского университета, Великобритания, подтвердила открытие самой далекой обнаруженной сверхновой – гигантского космического взрыва, который имел место 10,5 миллиардов лет назад, когда возраст нашей Вселенной составлял лишь одну четверть от ее текущего возраста. Эта взорвавшаяся звезда, известная как DES16C2nm, была обнаружена при помощи обзора неба Dark Energy Survey (DES), международной коллаборации, целью которой является составление карты нескольких сотен миллионов галактик для выяснения природы темной энергии – таинственной силы, которая, как считается, вызывает ускоренное расширение Вселенной. Сверхновая является взрывом массивной звезды в конце ее жизненного цикла. Объект DES16C2nm был классифицирован как сверхяркая сверхновая - самый яркий и редкий тип сверхновых, впервые открытый десять лет назад.

 Считается, что сверхяркие сверхновые формируются при падении материала на самый плотный объект Вселенной – стремительно вращающуюся нейтронную звезду, сформированную в результате взрыва массивной звезды.

Боб Николь рассказывает: «Мы не думали о таких сверхновых, когда начинали проведение обзора неба DES более 10 лет назад. Такие открытия демонстрируют ценность эмпирической науки – иногда, чтобы обнаружить что-то интересное, нужно просто взглянуть в небо».

Сверхновая DES16C2nm была впервые обнаружена в августе 2016 г., а расстояние до нее и феноменальная яркость этой вспышки были подтверждены в октябре того же года при помощи трех мощнейших в мире телескопов: Очень большого телескопа, расположенного в Чили, и обсерватории им. Кека, расположенной на Гавайях.

Ученые обнаружили древнейшее изображение космической катастрофы

Группа астрономов из Института фундаментальных исследований Тата в Индии обнаружила наскальный рисунок, на котором изображен феномен, предположительно являющийся взрывом сверхновой, сообщает Quartz. Исследователи обнаружили кусок скалы, возраст которого оценивается в пять тысяч лет, в Кашмире. По мнению исследователей, событие датируется 3600 годом до нашей эры, а рисунок является старейшим известным изображением взрыва сверхновой. На рисунке изображены два ярких светящихся объекта в небе, а также фигуры людей и животных, которые стоят под ними. Наскальный рисунок был встроен в стену дома, который был построен в 2100 году до нашей эры. Старейшее поселение в этом регионе датируется 4100 годом до нашей эры, поэтому, по мнению ученых, изображение было сделано в промежутке между этими двумя датами.

Как отмечают исследователи, на рисунке не могут быть изображены два Солнца, поскольку у нашей планеты всегда была только одна звезда. Это также не может быть изображение Солнца и Луны, поскольку спутник планеты никогда так близко не подходит к светилу. Единственным возможным объяснением этого рисунка может быть то, что на нем изображена сверхновая.

Ученые провели поиск по базам данных сверхновых и выяснили, что вспышка, обозначаемая как HB9, должна была быть видна на Земле около 3600 лет до нашей эры. Эта сверхновая, находящаяся в 2600 световых лет от Солнца, выглядела как светящийся круг, который по яркости лишь немногим уступал полной Луне.

«Хаббл» наблюдает световое эхо вокруг сверхновой

Свет, идущий со стороны взрыва сверхновой, многократно отражается от гигантского пылевого облака, расположенного в межзвездном пространстве. Эта сверхновая под названием SN 2014J вспыхнула на правом краю галактики M82, и она отмечена крестиком на представленном снимке. Эта сверхновая была открыта 21 января 2014 г. Изображения на врезках, расположенных вдоль верхнего края снимка, демонстрируют расширяющуюся оболочку света, идущего от звездного взрыва через межзвездное пространство, которая носит название «светового эха». Первые из этих снимков были сделаны примерно через 10 месяцев после взрыва, а последние – почти через 2 года (с 6 ноября 2014 г. по 12 октября 2016 г.). Свет отражается от гигантского облака пыли, простирающегося на расстояние от 300 до 1600 световых лет, отсчитывая от местонахождения сверхновой. Сверхновая SN 2014J была отнесена к типу Ia и является ближайшим к нам взрывом такого рода более чем за четыре последних десятилетия.

Сверхновые типа Ia происходят в двойных системах, состоящих из «сгоревшего» белого карлика и звезды-компаньона. Белый карлик взрывается в результате перетекания на него слишком большого количества материи со стороны звезды-компаньона.

Этот снимок галактики M82 обнаруживает яркий голубой диск, «паутину» из клочковатых облаков и выглядящие словно языки горящего пламени струи водорода, выступающие из центральных областей галактики.

Этот снимок галактики М82 был сделан в 2006 г. при помощи камеры Advanced Camera for Surveys космического телескопа Hubble («Хаббл»). Снимки светового эха также были сделаны при помощи камеры Advanced Camera for Surveys.

Обнаружена крайне необычная сверхновая, взорвавшаяся дважды

Как правило, когда звезда входит в фазу сверхновой, происходит ее взрыв и… собственно, ей наступает конец. Однако новое открытие астрономов может заставить нас пересмотреть наше представление о том, как могут гибнуть звезды. Ученые обнаружили звезду, которая вошла в фазу сверхновой, взорвалась, сумела каким-то образом пережить это событие, а затем, спустя 60 лет, взорвалась снова. Для исследователей космоса такой поворот событий оказался крайне необычным. Просто потому, что так не должно быть. Сверхновая, получившая название iPTF14hls, была обнаружена в 2014 году и на первый взгляд показалась исследователям совсем обычной сверхновой класса II-P. Сверхновые данного класса представляют собой ядра массивных звезд, которые превращаются в нейтронную звезду и создают мощную ударную волну, проходящую через ее внешнюю оболочку, богатую водородом, который выбрасывается в космос. Выброшенная материя ионизируется ударной волной, а позже охлаждается и рекомбинирует.

Отмеченные спектроскопические особенности сверхновой iPTF14hls казались полностью идентичными для сверхновых класса II-P. Но затем, спустя несколько месяцев, она продемонстрировала поведение, которое обычно не демонстрируют другие сверхновые – она снова, что называется, зажглась.

График изменения яркости (в миллиардах солнц) сверхновой iPTF14hls (отмечена желтой линией) в сравнении с поведением обычной сверхновой (отмечено синей линией) за 600-дневный период

За 600-дневный период наблюдения за ней она несколько раз тускла, а затем вновь становилась ярче. Менее чем за три года было зафиксировано как минимум 5 таких случаев. Обычно сверхновые достигают пика максимальной яркости, сияют так в течение нескольких месяцев, а затем начинают постоянно тускнеть. Однако, когда ученые из обсерватории Лас Кумбрес (США) вернулись к изучению заархивированных данных, они обнаружили нечто удивительное – та же сверхновая взорвалась в 1954 году.

«Эта сверхновая перечеркивает все, что мы знали об этих объектах. Это самая большая загадка, с которой мне доводилось встретиться за почти десятилетие исследований звездных коллапсов», — комментирует глава исследования, астроном Яир Аркави из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и сотрудник обсерватории Лас Кумбрес.

В статье журнала Nature исследователи приводят расчеты, согласно которым изначально сверхновая iPTF14hls являлась более крупной звездой, как минимум в 50 раз массивнее нашего Солнца и, вероятнее всего, гораздо его больше.

«На самом деле сверхновая iPTF14hls может являться самым большим взрывом звезды из когда-либо наблюдавшихся», — говорит исследователь Ларс Билдстен, являющийся директором Института теоретической физики Кавли при Калифорнийском университете.

Астроном считает, что возможным объяснением для сверхновой iPTF14hls могло бы послужить то, что она является так называемой пульсирующей пара-нестабильной сверхновой, что делало бы ее еще и первым в своем роде объектом такого типа, который удалось наблюдать на самом деле. Это событие выброса огромного объема звездной материи, которое на первый взгляд может показаться сверхновой, но при этом не уничтожающей звезду.

По предположениям ученых, данное явление возможно только со звездами, обладающими массой, в 95-130 раз превышающей солнечную. Во время этих выбросов звезда выплевывает свой внешний слой, за счет чего сокращается на 10-25 солнечных масс. Повторяться это может до тех пор, пока звезда в конечном итоге не коллапсирует в черную дыру. Но это лишь предположение. В качестве более раннего кандидата на роль пульсирующей пара-нестабильной сверхновой рассматривалась звезда Эта Киля. По мнению ученых, на ней произошло 1843 выброса материи, однако подтвердить то, что звезда относится именно к этому классу, исследователи пока не смогли.

«Подобные взрывы звезд можно было бы ожидать во время ранней Вселенной, но сейчас точно нет. Это как если бы мы обнаружили сегодня настоящего живого динозавра. Если бы такого нашли, то наверняка бы задались вопросом: точно ли это динозавр?», — комментирует Энди Хауэлл из Калифорнийского университета, возглавляющий группу по поиску и изучению сверхновых.

Казалось бы, загадка близка к решению. Но все не так-то просто, как хотелось бы. Дело в том, что гипотеза не учитывает наличие водорода у пульсирующей пара-нестабильной сверхновой. После взрыва в 1954 году сверхновая iPTF14hls сохранила в своей оболочке водород в несколько десятков солнечных масс. Кроме того, при более позднем взрыве сверхновой присутствовала энергия на несколько порядков выше, чем описывается в гипотезе о пульсирующих пара-нестабильных сверхновых. Из этого можно сделать два вывода: либо iPTF14hls действительно является пульсирующей пара-нестабильной сверхновой, но при этом и без того крайней необычной, либо же это какой-то совершенно иной вид сверхновой, никогда не встречавшийся ранее.

Команда исследователей продолжает наблюдение за этой сверхновой и надеется, что через время все-таки сможет найти нужный ответ.

«Это один из тех типов событий, над которым можно в буквальном смысле сломать голову. Сначала мы думали, что это совершенно обычный и совсем непримечательный объект. Затем он стал ярче, и эта яркость не изменялась из месяца в месяц», — говорит исследователь Питер Наджент из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.

«Собрав все данные наших наблюдений из Паломарской обсерватории, Обсерватории Кека, обсерватории Лас Кумбрес и даже изображения, полученные в рамках Паломарского обзора 1954 года, мы сможем докопаться до сути».


«Я бы очень хотел обнаружить хотя бы еще один подобный объект», — добавил ученый.

Космическая «фабрика пыли» позволяет глубже понять формирование звезд

Группа ученых под руководством исследователей из Кардиффского университета, Соединенное Королевство, впервые открыла богатое скопление молекул в центре взорвавшейся звезды. Две прежде не идентифицированные молекулы, формилий (HCO+) и монооксид серы (SO), были обнаружены в остывающих остатках сверхновой 1987A, расположенных на расстоянии 163000 световых лет от нас в соседней галактике. Взрыв этой звезды произошел в феврале 1987 г., поэтому она и получила такое название. Эти наблюдаемые учеными молекулы сопровождались прежде незамеченными соединениями, такими как монооксид углерода (CO) и оксид кремния (SiO). Исследователи оценили, что примерно один атом кремния из тысячи входит в состав молекулы SiO, и лишь несколько атомов углерода на миллион входят в состав молекулы HCO+.

Ранее считалось, что мощные взрывы сверхновых должны полностью уничтожать любые молекулы и пыль, находящиеся в окрестностях сгоревшей звезды. Однако это неожиданное обнаружение молекул указывает на то, что взрывы звезд могут приводить к облакам из молекул и пыли, находящимся при экстремально низких температурах, близких к тем температурам, которые поддерживаются в «звездных колыбелях», где происходит формирование новых звезд.

Главный автор нового исследования доктор Микако Матсуура (Mikako Matsuura) из Школы физики и астрономии Кардиффского университета сказал: «Мы впервые обнаружили эти молекулы в окрестностях сверхновой, и это ставит под сомнение справедливость давно бытующего допущения о том, что эти взрывы уничтожают все молекулы и пыль, присутствующие в окрестностях звезды».

Галактика Сигара

Галактика Сигара (англ. M 82, Messier 82, NGC 3034, рус. Мессье 82) — спиральная галактика с перемычкой, с мощным звездообразованием в созвездии Большая Медведица. В центре галактики находится сверхмассивная чёрная дыра с массой порядка 3·107 Mс. Является спутником галактики M 81. В январе 2014 года в галактике обнаружена сверхновая звезда SN 2014J. Вначале предполагалось, что M82 — неправильная галактика. Однако, в 2005 году на снимках галактики в ближнем ИК-диапазоне после вычитания симметричного экспоненциального диска были обнаружены два симметричных спиральных рукава. Оба они начинаются на концах центральной перемычки и простираются примерно на три характерных размера диска. Несмотря на то, что рукава были открыты в ближнем ИК, по цвету они более голубые, чем сам диск. Если принять, что северная часть M 82 — ближняя к нам (как принимается в большинстве литературы), то наблюдаемое направление вращения предполагает отстающие спиральные рукава. Спиральную структуру ранее не удавалось рассмотреть из-за высокой яркости диска M 82, ориентации к нам под большим углом (~80°), а также из-за присутствия сложной сетки пылевых образований на снимках в видимом свете.

Активное звездообразование в ядре

В 2005 году телескоп Хаббл выявил 197 молодых массивных шаровых скоплений в ядре, свидетельствующих о высокоэнергичных процессах звездообразования. Средняя масса этих скоплений — порядка 2·105 Mс. В центре М 82 скорость формирования молодых звёзд в 10 раз быстрее, чем во всей нашей галактике Млечный Путь.

Район активного звездообразования в ядре М 82 имеет диаметр 500 пк. В оптическом диапазоне можно различить четыре уплотнения с повышенной поверхностной яркостью (обозначаемые A, C, D, и E). Эти уплотнения совпадают с источниками в рентгеновских лучах, инфракрасном и радиоволновом диапазонах. Предполагается, что они представляют собой самые заметные шаровые скопления. Уникальные, присущие только галактике M 82 биполярные выбросы (или сверхветер), похоже, сконцентрированы на уплотнениях A и C, и подпитываются энергией из сверхновых внутри уплотнений, которые происходят с частотой примерно раз в десять лет.

M 82 является архетипичным образцом галактики со вспышкой звездообразования, которое вызвано взаимодействием с близкой к ней спиральной галактикой M 81.

Космическая рентгеновская обсерватория Чандра обнаружила переменный рентгеновский источник, удалённый от центра М 82 примерно на 600 световых лет. Такой источник можно объяснить аккрецией на чёрную дыру промежуточной массы, от 200 до 5000 солнечных масс. Если эта информация подтвердится другими наблюдениями, то это будет первый пример обнаружения чёрной дыры из класса промежуточных масс.

M 82, подобно большинству галактик, скрывает в центре сверхмассивную чёрную дыру с массой примерно 3·107 солнечных масс, как следует из наблюдений звёздной динамики.

Неизвестный радиоисточник

В апреле 2010 года радиоастрономы, работающие в обсерватории Джодрелл-Бэнк Манчестерского университета, сообщили о наблюдении радиоисточника в М 82, испускающего радиоволны неизвестной природы. Возникло несколько теорий о природе этого радиоисточника, однако ни одна из них на сегодняшний день не согласуется полностью с наблюдаемыми данными. По одной из теорий, это может быть необычный микроквазар с высокой светимостью в радио-, но низкой светимостью в рентгеновском диапазоне, по аналогии с низкоэффективным галактическим рентгеновским микроквазаром SS 433. Однако все известные микроквазары производят огромное количество рентгеновского излучения, в то время как поток рентгеновского излучения от необычного объекта находится за порогом чувствительности. Радиоисточник расположен в нескольких угловых секундах от центра М 82, и поэтому скорее всего никак не связан с центральной сверхмассивной чёрной дырой. Наблюдается сверхсветовое движение радиоисточника со скоростью примерно в четыре раза выше скорости света по отношению к центру галактики. Это кажущееся сверхсветовым движение согласуется с моделью направленного в нашу сторону релятивистского выброса от массивной чёрной дыры и не означает, что сам источник движется со скоростью выше скорости света.

Сверхновая 2014 года

21 января 2014 года в галактике М 82 была обнаружена яркая сверхновая звезда SN 2014J (координаты α=09ч 55м 42,14с, δ=+69° 40′ 26,0″). На момент открытия сверхновая имела звёздную величину 11,7 и предположительно тип Ia. Благоприятное расположение галактики (Большая Медведица) и исключительная яркость делают эту сверхновую чрезвычайно привлекательным объектом для наблюдений с помощью любительских телескопов. После SN 1987A, это самая близкая к Земле сверхновая за последние 27 лет. Возможность влияния звезды на M 82 пока неясна.

Видео взрыва сверхновой KSN 2011d

Астрофизики впервые при помощи космического телескопа Kepler, предназначенного для поиска экзопланет, обнаружили взрыв сверхновой звезды класса II (в спектре такого светила присутствуют линии водорода). НАСА представило анимацию события. Исследование опубликовано в Astrophysical Journal, кратко о нем сообщается на сайте агентства. На анимации показан красный сверхгигант KSN 2011d, который в 500 раз больше и в 20 тысяч раз ярче Солнца.

 После того, когда в нем закончилось термоядерное топливо, светило разрушилось под действием гравитации. Этот процесс сопровождается образованием плотного ядра (нейтронной звезды) и сбрасыванием в окружающее пространство его оболочки.

Представленная НАСА анимация основана на наблюдениях, проведенных телескопом Kepler в 2011 году. Космическая обсерватория наблюдала взрыв звезды KSN 2011d, расположенной на расстоянии 1,2 миллиарда световых лет от Земли. После взрыва (отмечено пиком на графике) происходит нарастание в течение 14 дней яркости светила (со 130 миллионов до 1 миллиарда раз больше, чем у Солнца). Сама вспышка длится около 20 минут.

Космический телескоп "Кеплер"

Также в 2011 году Kepler обнаружил еще один взрыв сверхновой. Звезда KSN 2011a, расположенная на расстояния 700 миллионов световых лет от Земли, в 300 раз больше Солнца. В первом взрыве, в отличие от второго, вспышке предшествовал резкий всплеск яркости светила. Причиной этого могла быть малая масса KSN 2011a.

Для обнаружения двух событий обсерватория Kepler в течение трех лет отследила 50 триллионов звезд из 500 галактик. НАСА собирается продолжить поиск сверхновых при помощи космического телескопа в рамках K2 — второго этапа миссии Kepler (первый завершился в 2013 году).

Жители Земли в 2022 году смогут наблюдать взрыв от рождения сверхновой

Американские астрономы уверены, что в 2022 году произойдет один из наиболее ярких взрывов сверхновой. Она сможет затмить сияние практически всех звезд в галактике.  Новое небесное тело появилось в результате столкновения двух звезд KIC 9832227, произошедшего еще в третьем веке нашей эры. Чтобы свет от вспышки добрался до Земли, потребовалось около 1,8 тысячи лет, сообщает Naked Science.

Внимание профессора Колледжа Кальвина Ларри Молнар привлекла двойная система KIC 9832227, расположенная в созвездии Лебедя. В систему входят две звезды, которые вращаются вокруг друг друга. Эти звезды, образовав сверхновую, выпустят невероятное количество света и энергии. Вспышка может оказаться настолько сильной, что на несколько дней сверхновая станет одним из самых ярких объектов на небе.

Молнар добавил, рассказал, что изменение в небе произойдет резко, его сможет увидеть каждый человек на Земле. Также он подчеркнул, что есть только один шанс на миллион спрогнозировать подобный взрыв, ранее никто не делал подобного.

Профессор начал наблюдать за KIC 9832227 в 2013 году. Выяснив, что орбитальный период двух звезд равняется всего 11 часам и все время уменьшается, он предположил, что они могут столкнуться в скором времени. Кроме того, это станет первым случаем, когда ученые смогут следить за звездами несколько лет перед тем, как они сольются.

Избыток радиоактивного топлива в послесвечении указал на «родителя» сверхновой

Некоторые сверхновые располагают запасами «радиоактивного топлива», которое в три раза увеличивает продолжительность послесвечения, сопровождающего взрыв. Команда астрономов, возглавляемая доктором Иво Сейтензахлем из Австралийского национального университета, обнаружила тусклое послесвечение сверхновой под названием SN 2012cg и выяснила, что оно обусловлено радиоактивным изотопом кобальта-57.

Эта сверхновая относилась к типу Ia, используемому астрономами для измерения космических расстояний. Считается, что эти сверхновые возникают в результате взрыва белого карлика, который в результате взаимодействия со звездой-компаньоном достигает критической массы, необходимой для взрыва. Вопросом остается лишь то, каким образом происходит достижение белым карликом этой критической массы: в результате постепенного «стягивания» материи со звезды-компаньона, или в результате столкновения двух небольших белых карликов.

Изучение характера послесвечения сверхновой SN 2012cg позволило исследователям сделать заключения о механизме формирования сверхновой. Теоретически в сценарии «стягивания» материи белым карликом со звезды-компаньона масса белого карлика должна составлять порядка 1,4 массы Солнца, а в случае столкновения двух белых карликов масса каждого из этих объектов будет равна примерно 1,1 массы Солнца. Эта небольшая разница в массе обеспечивает колоссальную разницу между давлениями, развиваемыми в ядре белого карлика. Более высокие давления в ядре белого карлика, характерные для сценария «стягивания массы», приводят к образованию в нем повышенных количеств радиоактивного изотопа кобальта-57, период полураспада которого составляет 270 дней. Наблюдение обнаруживаемых в послесвечении спектральным анализом линий радиоактивного изотопа кобальта-57 позволило астрономам установить механизм формирования сверхновой SN 2012cg. Команда Сейтензахлема пришла к выводу, что в случае этой сверхновой имел место сценарий «стягивания массы».

Астрономы наблюдают сверхновую, четырежды увеличенную гравитационной линзой

SN Refsdal представляет собой необычную сверхновую, наблюдаемую в пределах скопления галактик MACS J1149+2223. Открытый в ноябре 2014 г. при помощи космического телескопа «Хаббл», этот объект является первой сверхновой, которая наблюдалась несколько раз при помощи явления гравитационного линзирования. Теперь международная команда астрономов опубликовала работу, подводящую итог наблюдениям, проводившимся при помощи «Хаббла» в течение одного года.

Более года назад четыре снимка сверхновой SN Refsdal были сделаны при помощи космического телескопа «Хаббл» в рамках программы Grism Lens-Amplified Survey from Space (GLASS). Основной целью этой программы является получение инфракрасных спектров массивных скоплений галактик для изучения тусклых, имеющих высокое или среднее красное смещение галактик, а также для характеристики самого скопления галактик. Снимки, полученные при помощи «Хаббла» демонстрируют SN Refsdal как яркий источник света, расположенный в рукаве спиральной галактики, которая находится далеко позади другой галактики, также расположенной на пути между этой сверхновой и нашей планетой. Яркость SN Refsdal как фонового источника света значительно возрастает за счет гравитационного линзирования, осуществляемого галактиками и скоплением галактик, причем масса последнего настолько велика, что оказывается возможным получение множественного изображения сверхновой SN Refsdal.

В новой работе ученые во главе со Стивеном А. Родни из Университета Южной Каролины, США, предсказавшие ранее повторное появление этой сверхновой на снимках, сделанных «Хабблом» – которое подтвердилось в декабре 2015 г. – открывают, что сверхновая SN Refsdal относится к тому же редкому классу сверхновых, носящему название Тип II, что и знаменитая сверхновая SN 1987A. Также исследователи определяют в этой работе времена задержки между прибытиями света, идущего от сверхновой SN Refsdal. Согласно результатам этого исследования задержка прибытия света между первым и четвертым снимками составляет примерно 26 дней.

Обнаружена самая яркая из известных на сегодняшний день науке сверхновых

Команда астрономов, включающая Бенджамина Шаппи, Нидию Моррель и Яна Томпсона из Института Карнеги, США, открыли самую яркую из известных сегодня ученым сверхновых, которая получила название ASAS-SN-15lh.

Эта сверхяркая сверхновая была обнаружена при помощи обзора All Sky Automated Survey for SuperNovae, который использует сеть из 14-сантиметровых телескопов, расположенных по всему миру, для сканирования всего неба с периодичностью один раз в двое-трое суток в оптическом диапазоне в поисках очень ярких сверхновых.

«14 июня прошлого года мы заметили взрыв сверхновой в одной галактике, расстояние до которой нам было неизвестно, – сказал Шаппи. – Последующие наблюдения позволили команде подтвердить существование сверхновой ASAS-SN-15lh».

Спектры этой сверхновой соответствовали спектрам других бедных водородом сверхярких сверхновых. Однако лишь после проведения дополнительных наблюдений главный автор нового исследования Субо Донг из Института астрономии и астрофизики Кавли Пекинского университета, КНР, и остальная команда исследователей осознали, насколько необычной является эта сверхновая. Её светимость в два раза превышает светимость любой другой сверхновой, когда-либо прежде открытой учеными. На самом деле, на максимуме светимости сверхновая ASAS-SN-15lh светит в 50 раз ярче, чем все звезды галактики Млечный путь вместе взятые.