Космічний телескоп James Webb допоміг науковцям побачити наднову SN 2023aeaf, яка належить до ІІ типу, тобто є результатом гравітаційного колапсу масивної зорі. Вона особлива тим, що спалахнула лише через 2 млрд років після Великого вибуху.
Пошук далеких наднових
Астрономи за допомогою космічного телескопа James Webb виявили одну з найбільш віддалених вибухових зір, які коли-небудь підтверджували. Наднова SN 2023aeaf була знайдена на червоному зміщенні 3,195 — настільки далеко, що її світло подорожує приблизно 11,7 млрд років. Як повідомляє сайт phys.org, дослідження, опубліковане в The Astrophysical Journal 13 серпня, дає змогу ближче поглянути на те, як масивні зорі вмирають у первісних, бідних на метали умовах молодого Всесвіту.
Масивні зорі, які завершують життя вибухом наднової внаслідок колапсу ядра, можна використовувати як маркери активного зореутворення, а також для вивчення впливу цих вибухів на навколишні газові хмари. Вибухи наднових активно змінюють навколишнє середовище й створюють умови для формування нового покоління зір. Частота таких вибухів дає астрономам непряме уявлення про темпи зореутворення в різні періоди історії Всесвіту.
Але майже все, що астрономи знають про те, як насправді поводяться ці вибухи, походить від близьких, відносно недавніх прикладів. Оскільки ранній Всесвіт мав дуже низький вміст металів, досі залишається важливе питання: чи поводилися ці вибухи інакше у далекому ранньому Всесвіті. Перевірка цього потребує знаходження та вивчення далеких кандидатів у наднові, які надзвичайно тьмяні й тому важко виявляються.
Магазин від Universe Space Tech
Колекція журналів Universe Space Tech №1
До товаруЗавдяки своїй винятковій чутливості, космічний телескоп James Webb розширив вибірку цих ультрадальніх вибухів завдяки глибоким оглядам, таким як JADES та COSMOS-Web. У цьому дослідженні астрономи повідомляють про одну таку наднову, SN 2023aeaf, знайдену в огляді COSMOS-Web. Спектроскопічний аналіз підтвердив її червоне зміщення z = 3.195, що відповідає часу, коли Всесвіту було лише близько 2 млрд років.
Бідна на метали молода галактика
У цій роботі Валерія Апарісіо з Інституту астрономії Університету Гаваїв та її колеги аналізують цей вибух, щоб визначити його класифікацію та властивості материнської галактики.
Використовуючи ретельні порівняння її змін яскравості з часом, які називають кривою світла, та еволюції кольору з імітованими популяціями наднових, команда класифікувала її як наднову типу II. Такий тип вибуху відбувається, коли масивна зоря витрачає своє ядерне паливо, і її залізне ядро колапсує під власною гравітацією. У спектрі помітні лінії водню, адже у момент смерті зоря все ще має свій зовнішній шар, багатий на водень. Команда виявила, що ймовірність такої класифікації становить 97,2 %.
Команда також вивчала спектр материнської галактики наднової. Дослідники встановили, що ця молода карликова галактика активно формує зорі й містить відносно мало важких елементів. «Низькомасове, бідне на метали середовище материнської галактики SN 2023aeaf також відповідає очікуванням щодо вибухів масивних зір у хімічно молодих галактиках на z ∼ 3», — пише команда у статті.
Масивна гаряча зоря-попередниця
Використовуючи спеціальне програмне забезпечення для моделювання під назвою STELLA, дослідники змоделювали вибух і з’ясували, що на початку наднова була надзвичайно гарячою та синьою. Це найкраще пояснюється тим, що ударна хвиля вдарилася об компактну оболонку газу, яку зоря скинула незадовго до своєї загибелі. Пізніше вона охолола до температури, яка відповідала добре відомій «фазі плато», типовій для цього типу наднових, після того як рання взаємодія згасла.
Дослідники зазначають, що, хоча дані обмежені, найкраще вони узгоджуються із зорeю-попередницею, приблизно у 12 разів масивнішою за Сонце, оточеною близько половини сонячної маси навколозоряного матеріалу. Через невелику кількість спостережень у різні моменти часу дослідники не могли точно визначити детальні властивості зорі, що вибухнула.
Це відкриття доповнює невелику, але зростаючу кількість наднових, виявлених на червоних зміщеннях z ≥ 3. Команда закликає збільшувати вибірку таких об’єктів, щоб краще охарактеризувати популяцію далеких наднових. У міру її розширення частота таких вибухів може допомогти відтворити історію зореутворення у Всесвіті.
