При взрыве сверхновой ее излучение увеличивается в 100 миллионов раз по сравнению со стандартным уровнем, что часто разрушает систему, где она находилась, и может отправить планеты и звезд-компаньонов на гиперскоростной путь по галактике. Но иногда происходит обратное: тела-компаньоны каким-то образом сохраняются в системе даже после мощнейшего взрыва. В новом научном исследовании ученые впервые зафиксировали такой случай.
В галактике NGC 157, находящейся в 75 миллионах световых лет от Земли, есть остатки сверхновой SN 2022jli — звезды типа Ic. Международная группа астрономов изучила колебания яркости этой сверхновой на снимках телескопов и обнаружила признаки наличия у нее крупного спутника — второй звезды той же системы, причем довольно близкой к остаткам сверхновой. Это первый подобный случай в астрономии. вышла в журнале Nature.
Жизнь большинства крупных звезд завершается вспышкой сверхновой. Взрыв обычно несимметричный, из системы могут быть выброшены планеты и даже звёзды-компаньоны. На месте сверхновой образуется чёрная дыра средней массы или, если ядро бывшей звезды после коллапса оказалось недостаточно массивным, нейтронная звезда.
Теоретические расчеты давно предполагают возможность сохранения планет и звезд-компаньонов во время взрыва. Однако прямых подтверждений подобным событиям не находилось. Даже при обнаружении планет у нейтронных звезд, — первым известным способом открытия экзопланет, — утверждать о том, что они образовались до взрыва, было невозможно. Доказательством «выживания» могут быть лишь наблюдения непосредственно после вспышки сверхновой.
Регистрирующие астрономы сверхновые находятся преимущественно на большом расстоянии от Земли. Их светимость постепенно уменьшается. Поэтому выявлять объекты, сохранившиеся после сверхновой, крайне сложно: на больших расстояниях их плохо видно, а видимость со временем ухудшается.
В новом исследовании астрономы обнаружили периодические изменения светимости остатков сверхновой SN 2022jli с периодом в 12,4 земных суток. Спектр указывает на то, что к остаткам сверхновой дрейфует водород от соседнего объекта, предположительно обычной звезды. Космический телескоп «Ферми» обнаружил в районе вспышки сверхновой источник гамма-излучения, совпадающий по времени с первыми сотнями суток после взрыва.
Компактные объекты, оставшиеся после сверхновых — черные дыры или нейтронные звезды — сами по себе гамма-излучения не производят. Вместе с тем в определённых условиях они могут создавать события, приводящие к возникновению гамма-излучения.
Авторы считают, что в данном случае излучение исходит от аккреционного диска вокруг остатка сверхновой. Такой диск формируется при высокой скорости «высасывания» водорода соседней звезды компактным объектом, образовавшимся после взрыва SN 2022jli. При такой скорости водород не успевает сразу упасть на объект. В результате газ образует вращающийся аккреционный диск. В процессе вращения молекулы газа сталкиваются и разогреваются, излучая рентгеновские лучи.
Выброс газа из аккреционного диска на звезду может происходить в виде перегретой плазмы в сторону полюсов. Такие структуры называются джетами. Авторы нового исследования предположили, что джеты могут частично объяснять гамма-излучение от этой системы.
Астрономы отметили, что наблюдаемая картина необычна и ранее была бы зафиксирована при более частых подобных случаях. Полагают, что звёзды-компаньоны редко выживают на такой малой дистанции от звезды, которая взорвалась как сверхновая. Период колебания светимости в 12,4 суток указывает на то, что вторая звезда системы вращается очень близко к компактному остатку первой взрывной звезды.