Ученые: Этот древний остаток сверхновой похож на звездный одуванчик

В 1181 году японские и китайские астрономы наблюдали яркий свет в созвездии Кассиопеи, который продлился шесть месяцев. Для них это явление выглядело как временная звезда, но современная астрономия установила, что это была сверхновая под названием SN 1181 AD, оставившая после себя остаток, получивший название "звезда-зомби". Работа представлена в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Недавние исследования сосредоточены на последствиях взрыва этой сверхновой и странных нитях газа, образовавшихся в результате. Хотя наблюдения за SN 1181 были сделаны почти 850 лет назад, её идентификация произошла только в последние годы. В 2013 году астроном-любитель Дана Пэтчик обнаружила туманность с центральной звездой, названную Pa 30, которая позже была идентифицирована как остаток сверхновой SN 1181. Взрыв произошел в результате слияния двух белых карликов, создавших сверхновую типа 1ax.

SN 1181 уникальна тем, что её взрыв оставил после себя часть белого карлика, в отличие от большинства других сверхновых, которые обычно приводят к образованию черной дыры или нейтронной звезды. Нити газа, напоминающие лепестки одуванчика, добавляют загадочности к этому объекту.

Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, под руководством Тима Каннингема из NASA Hubble, раскрывает характеристики туманности Pa 30, включая сложную морфологию и уникальную радиальную структуру. Горячий звездный остаток в центре туманности не содержит водорода и гелия, что указывает на редкую природу сверхновой типа 1ax.

Для анализа трехмерной структуры и скоростей нитей был использован спектрограф Keck Cosmic Imager Spectrograph (KCIS), разработанный для наблюдения за сложными структурами газа и пыли во Вселенной. Исследователи обнаружили, что материал в нитях движется со скоростью около 1000 километров в секунду, что позволяет уточнить момент взрыва сверхновой на 1181 год.

Pa 30 отличается асимметричной формой и значительными вариациями в распределении выбросов, что выделяет её среди остальных известных остатков сверхновых.

Некоторые волокна в туманности обладают более выраженной структурой и протянулись дальше, создавая нерегулярный и однобокий вид. Движение различных частей туманности происходит с различной скоростью и в разных направлениях.

Распределение элементов в туманности также неоднородно. Например, концентрация железа значительно выше в определённых областях. Эти особенности указывают на то, что механизм взрыва был асимметричным, а выбросы в волокнах могут быть связаны с взрывом, зафиксированным в 1181 году. Внутренний край Pa 30 имеет острый контур с внутренним зазором, который окружает звезду-зомби.

Многие характеристики Pa 30 поддерживают гипотезу асимметричного взрыва. Исследования показывают, что общий поток от волокон, смещенных в красную область спектра, в 40% превышает поток от волокон, смещенных в синюю область, что является свидетельством асимметрии взрыва.

Асимметричный взрыв сверхновой предполагает сложную физику, включающую вращение, сложные магнитные поля и наличие звездного компаньона. В сочетании с необычно горячим белым карликом и его высокоскоростным звездным ветром, данные указывают на то, что это была сверхновая типа 1ax.

Согласно этим данным, зомби-звезда, вероятно, является остатком неудачного термоядерного взрыва в белом карлике, который мог иметь массу чуть ниже предела Чандрасекара и не взорваться полностью. Также существует вероятность, что это белый карлик с массой выше предела Чандрасекара, что может объяснить некоторые необычные характеристики остатка.

Согласно словам соавтора Иларии Кайаццо, детали 3D-структуры скорости и пространственного распределения остатка сверхновой предоставляют новую информацию о космическом событии, наблюдаемом много веков назад, но также поднимают новые вопросы для астрономов.

Дополнительные наблюдения с помощью спектрографа Keck Cosmic Imager Spectrograph IFU могут помочь ответить на некоторые из них. Исследования с более широким охватом туманности могут подтвердить наличие глобальной асимметрии в выбросах, что окажет важное влияние на динамические модели выбросов.