Гамма-телескоп Fermi зафиксировал сверхъяркий взрыв сверхновой SN 2017egm, который произошел на расстоянии 440 миллионов световых лет от Земли. Ученые пришли к выводу, что дополнительную энергию взрыву придал магнетар. Это нейтронная звезда с мощным магнитным полем, образовавшаяся в результате коллапса ядра.
Гамма-лучи от сверхновой
Группа астрономов под руководством Фабио Асеро из Университета Париж-Сакле проанализировала данные телескопа Fermi за 16 лет работы. Исследователи искали гамма-излучение от шести ближайших сверхъярких сверхновых с коллапсом ядра. Только один объект под названием SN 2017egm показал признаки гамма-излучения. Это подтвердило предположение, что некоторые сверхновые могут быть столь же яркими в гамма-диапазоне, как и в видимом свете.
Сверхновая SN 2017egm вспыхнула 23 мая 2017 года в галактике NGC 3191. Расстояние до нее составляет 440 миллионов световых лет. Это одна из самых близких к Земле сверхновых, образовавшихся в результате коллапса ядра. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Как образуются магнетары
Сверхновая с коллапсом ядра происходит на финальной стадии жизни звезды. Звезда должна превосходить Солнце по массе. Ее ядро массой от одной до двух солнечных масс сжимается до 20 километров в радиусе. Так на свет появляется нейтронная звезда.
По словам ученых, одна чайная ложка вещества такой звезды весила бы около 10 миллионов тонн. Быстрое сжатие заставляет нейтронные звезды вращаться со скоростью до 700 оборотов в секунду. Линии магнитного поля сближаются, усиливая магнитное поле. Магнетарами являются нейтронные звезды с магнитным полем в 1000 раз сильнее, чем у обычных нейтронных звезд.
Сверхъяркие сверхновые производят более чем в 10 раз больше видимого света, чем другие сверхновые с коллапсом ядра. Одна из теорий объясняет эту дополнительную энергию образованием магнетара в момент взрыва.
Модель магнетарного двигателя
Исследователи сравнили оптическое и гамма-излучение SN 2017egm с теоретическими моделями потока частиц от новорожденного магнетара. Модели воспроизводили взаимодействие этих частиц с расширяющейся оболочкой вещества, отброшенной умирающей звездой. Особое внимание ученые уделили облаку электронов и позитронов, а также их антиматериальным аналогам.
По мнению исследователей, эти частицы были выброшены быстро вращающимся новорожденным магнетаром. Облако получило название туманности магнетарного ветра.
Астрофизики считают, что туманность усиливает производство и поглощение гамма-лучей. При встрече частицы материи и антиматерии высвобождается энергия в виде гамма-лучей. Затем гамма-лучи попадают на внешнюю оболочку обломков сверхновой и превращаются в оптический свет с более низкой энергией. Это объясняет высокую яркость сверхъярких сверхновых в видимом диапазоне.
Временные рамки и перспективы
Асеро пояснил, что примерно через три месяца после коллапса гамма-лучи начинают просачиваться наружу. Модель магнетара лучше всего воспроизводит светимость сверхновой и время прихода гамма-лучей в течение первых месяцев.
Ученые предположили, что неравномерное затухание может быть результатом выброса обломков разрушенной звезды, произошедшего за сотни лет до взрыва. Часть этих обломков упала обратно на магнетар.
VK
OK
Telegram
Дзен