Докато астрономическите явления вървят, свръхновите са сред най-увлекателните и зрелищни. Този процес се случва, когато определени видове звезди достигнат края на живота си, където те експлодират и изхвърлят външните си слоеве. Благодарение на поколения проучвания астрономите успяха да класифицират повечето наблюдавани свръхнови в една от двете категории (тип I и тип II) и да определят кои видове звезди са прародителите за всяка.
Към днешна дата обаче астрономите не са успели да определят кой тип звезда в крайна сметка води до супернова от тип Ic - специален от класа, при който звездата претърпява срив на ядрото, след като се лиши от водорода и хелия. Но благодарение на усилията на два екипа астрономи, които надделяха над архивните данни от Космически телескоп Хъбъл, Учените са открили дълго търсената звезда, която причинява този тип свръхнови.
По принцип се смята, че свръхновите тип I са резултат от двоични системи, състоящи се от бяло джудже и другарска звезда, обикалящи около тях. С течение на времето бялото джудже ще започне да изсипва материал от спътника, докато не се достигне критична маса. След това препълненото бяло джудже изпитва срив на сърцевината и избухва в невероятно ярък изблик на материал и енергия.
В случая със свръхнове от тип Ic, които представляват около 20% от масивните звезди, които избухват при срутване на ядрото, звездата е загубила външния си слой от водород и по-голямата част от своя хелий. Смята се, че тези звезди са сред най-масовите известни - с най-малко 30 слънчеви маси - и остават ярки дори след като са хвърлили външните си слоеве. Следователно е загадка защо астрономите не са успели да забележат такава, преди тя да стане свръхнова.
За щастие през 2017 г. беше наблюдавана свръхнова тип Type Ic, намираща се вътре в куп млади звезди в спиралната галактика NGC 3938, разположена на около 65 милиона светлинни години. Първоначалното откритие е направено от астрономите в обсерваториите Тенагра в Аризона, но двата екипа от астрономи се обърнаха към Хъбъл да определи точното местоположение на източника.
Първият екип, воден от Шуйлер Д. Ван Дик - висш изследовател в Университетския център за обработка и анализ на инфрачервени технологии (IPAC) на Калтех, представи младата супернова през юни 2017 г. с Хъбъл Широка полева камера 3 (WFC 3). След това те използваха това изображение, за да намерят кандидат-прародителя в архива Хъбъл снимки, направени от NGC 3938 през декември 2007 г.
Вторият екип, воден от Чарлз Килпатрик от Калифорнийския университет Санта Крус, наблюдава свръхновата през юни 2017 г. при инфрачервени изображения, използвайки един от 10-метровите телескопи на W.M. Обсерватория Кек на Хаваите. След това екипът анализира същия архив Хъбъл снимки като екипа на Ван Дайк, за да разкрие възможния източник.
И двата екипа публикуваха проучвания, които показват, че потомството е вероятно синьо свръхагента, разположено в една от спиралните рамена на NGC 3938. Както Ван Дайк посочи в неотдавнашното съобщение на НАСА, „Намирането на добросъвестен потомък на свръхнова Ic е голяма награда за търсене на прародители. Сега имаме за първи път ясно открит кандидат-обект. “
Фактът, че свръхновата (обозначена SN 2017ein) беше открита на първо място, също беше доста щастлив, както обясни Kilpatrick:
„Имахме щастието, че свръхновата е била наблизо и много ярка, около 5 до 10 пъти по-ярка от другите тип свръхнови тип Ic, което може би е улеснило намирането на прародителя. Астрономите са наблюдавали много супернови тип Ic, но те са твърде далеч, за да може Хъбъл да разреши. Имате нужда от една от тези масивни, светли звезди в съседна галактика, за да излезете. Изглежда повечето свръхнови тип Ic са по-малко масивни и следователно по-малко ярки и това е причината, поради която не успяхме да ги намерим. “
Въз основа на своята оценка на потомството и двата екипа предложиха две възможности за идентичност на източника. От една страна, те предположиха, че това може да бъде единична здрава звезда между 45 и 55 слънчеви маси, която изгаряше много ярко и горещо, карайки го да изгори от външните си слоеве водород и хелий, преди да претърпи гравитационен срив.
Втора възможност беше, че прародителят е масивна двоична система, съставена от звезда, която е между 60 и 80 Слънчеви маси и другар, който е 48 Слънчеви маси. При този сценарий по-масивната звезда е била лишена от водородните и хелиевите слоеве от своя спътник, преди да избухне като свръхнова.
Втората възможност беше малко изненада, тъй като не е това, което астрономите очакват въз основа на сегашните модели. Що се отнася до свръхнове от тип I, астрономите очакват бинарните системи да се състоят от звезди с по-малка маса, обикновено неутронна звезда със спътник, който е оставил основната си последователност и се разшири, за да се превърне в червен гигант.
Следователно откриването на този прародител разрешава нещо загадка за астрономите. От известно време знаят, че свръхновите тип Ic са с недостиг на водород и хелий и не са сигурни защо. Едно от възможните обяснения беше, че те бяха съблечени от силни ветрове от заредени частици. Но доказателства за това никога не са намерени.
Другата възможност включваше близко орбитиращи бинарни двойки, при които една звезда беше лишена от външните си слоеве, преди да избухне. Но в този случай те откриха, че звездата, която е лишена от материал, все още е достатъчно масивна, че в крайна сметка експлодира като свръхнова тип Type Ic.
Както Ори Фокс, изследовател от Научния институт за космически телескопи (STSI) в Балтимор и член на екипа на Van Dyk, обясни:
„Разединяването на тези два сценария за производство на свръхнови тип Ic влияе върху нашето разбиране за звездна еволюция и образуване на звезди, включително как се разпределят масите на звездите, когато се раждат, и колко звезди се образуват във взаимодействащи двоични системи. И това са въпроси, които не само астрономите, изучаващи свръхнови, искат да знаят, но всички астрономи търсят. "
Двата екипа също посочиха, че няма да могат да потвърдят самоличността на потомствената звезда, докато суперновата избледнее след около две години. Понастоящем те се надяват да използват НАСА Космически телескоп Джеймс Уеб (JWST), който трябва да стартира през 2021 г., за да се види дали прародителят все още е много ярък (както се очаква) и да направи по-точни измервания на неговата яркост и маса.
Това последно откритие не само запълва някои от дупките в нашите знания за това как някои звезди се държат, когато достигнат края на основната си фаза на последователности, но също така предоставя на астрономите възможност да научат повече за образуването и еволюцията на звездите в нашата Вселена , Когато през следващите години телескопите от ново поколение станат достъпни, астрономите се надяват да получат жизненоважна информация за тези въпроси.
Проучването, ръководено от Ван Дайк, озаглавено „SN 2017ein и възможното първо идентифициране на първороден тип Ic Supernova“ се появи през The Astrophysical Journal през юни. Второто проучване, „Потенциален прародител за суперновата тип Ic 2017ein“, се появи в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество миналия октомври.
