Во время взрыва сверхновой ее светимость увеличивается в сто миллионов раз по сравнению с обычным уровнем, что нередко приводит к разрушению системы, в которой она расположена, и может спровоцировать движение планет и звезд-спутников на высокой скорости в галактике. Тем не менее, иногда происходит противоположное: тела-компаньоны каким-то образом остаются в системе, несмотря на мощнейший взрыв. В результате недавнего научного исследования впервые задокументирован подобный случай.
В галактике NGC 157, расположенной в 75 миллионах световых лет от Земли, находятся остатки сверхновой SN 2022jli, относящейся к типу Iс. Международная группа астрономов провела анализ изменений в яркости этой сверхновой на изображениях, полученных с помощью различных телескопов, и выявила признаки наличия у нее массивного тела-компаньона – второй звезды в той же звездной системе, находящейся на относительно небольшом расстоянии от остатков сверхновой. Этот феномен зафиксирован впервые в астрономической практике. Статья об открытии вышла в журнале Nature.
Для большинства массивных звезд завершение существования происходит во время вспышки сверхновой. Обычно это взрыв, который не является абсолютно симметричным, и в результате из системы могут быть выброшены планеты, а также звезды-компаньоны. На месте звезды, пережившей коллапс, формируется черная дыра с умеренной массой, или, если ядро бывшей звезды оказалось недостаточно массивным, – нейтронная звезда.
Теоретические вычисления уже некоторое время назад указали на возможность альтернативных сценариев, предполагающих сохранение планет и звезд-компаньонов, несмотря на взрыв. Однако прямые подтверждения таких случаев пока не были получены. Даже когда у нейтронных звезд находили планеты – таким образом ученые и совершили открытие первых известных экзопланет, – не представлялось возможным утверждать, что они сформировались до взрыва, из исходного вещества. Лишь наблюдения, проведенные непосредственно после вспышки сверхновой, способны служить неопровержимым доказательством сохранения планет.
Существует определенная сложность: подавляющее большинство сверхновых, фиксируемых астрономами, находятся на значительном удалении от нашей планеты. Кроме того, светимость остатков сверхновых со временем снижается. Таким образом, если рядом со сверхновой и образовался какой-либо объект, его обнаружение представляет собой непростую задачу: видимость на больших расстояниях ограничена, и она быстро уменьшается.
В ходе недавнего исследования астрономы зафиксировали периодические колебания яркости у остатков сверхновой SN 2022jli, характеризующиеся периодом в 12,4 земных суток. Согласно данным спектрального анализа, к остаткам сверхновой направляется водород, исходящий от близлежащего объекта — скорее всего, обычной звезды. Параллельно космический телескоп «Ферми» выявил в области взрыва сверхновой источник гамма-излучения, который совпадает по времени с первыми сотнями суток после взрыва.
Следует помнить, что сам по себе компактный объект, образовавшийся в результате взрыва сверхновой – будь то черная дыра или нейтронная звезда, не является источником гамма-излучения. Однако в определенных условиях они способны вызывать явления, сопровождающиеся гамма-излучением.
Авторы исследования полагают, что наблюдаемое излучение связано с аккреционным диском, сформировавшимся вокруг остатка сверхновой. Этот диск возникает, когда скорость захвата водорода из соседней звезды компактным объектом, образовавшимся после взрыва SN 2022jli, достаточно велика, чтобы водород не мог немедленно осесть на него. В результате формируется аккреционный диск, отличающийся быстрым вращением. В ходе этого вращения молекулы газа взаимодействуют, нагреваются и испускают рентгеновское излучение.
Материя, поглощаемая звездой из аккреционного диска, может отбрасываться ею в сторону, к полюсам, в виде плазмы с высокой температурой. Эти выбросы получили название джеты. Новое исследование предполагает, что гамма-излучение, исходящее от этой системы, может быть связано с деятельностью джетов.
Астрономы отметили, что подобное явление крайне необычно, так как в прошлом оно не было зафиксировано. Вероятно, звезды-компаньоны нечасто переживают такие близкие расстояния до сверхновой, ставшей причиной взрыва. Оценивается, что период колебания яркости, составляющий 12,4 суток, указывает на то, что вторая звезда системы обращается на небольшом расстоянии от компактного остатка, образовавшегося после взрыва первой звезды.