SN 1987A — сверхновая звезда , вспыхнувшая на окраине туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке , карликовой галактике -спутнике Млечного Пути , приблизительно в 51,4 килопарсека (168 тысяч световых лет ) от Земли . Свет вспышки достиг Земли 23 февраля 1987 года ^{:22 :197} . Поскольку это была первая сверхновая, наблюдавшаяся в 1987 году, ей присвоили название SN 1987A.

В максимуме, достигнутом в мае 1987 года, она была видимой невооружённым глазом, пиковая видимая звёздная величина составила +3 ^:185 . Это самая близкая вспышка сверхновой, наблюдавшаяся со времён изобретения телескопа .

Звезда-предшественник и вспышка

Сверхновая SN 1987A была открыта канадским астрономом при помощи 25-см астрографа обсерватории Лас-Кампанас ^:182 , а первая фотография получена Мак Нотом 23 февраля в 10:35 ^:22 . В течение первой послевспышечной декады светимость SN 1987A уменьшалась, а затем почти три месяца увеличивалась до максимума ^:197 . Звездой-предшественником SN 1987A был голубой сверхгигант Sanduleak −69° 202 с массой около 17 масс Солнца, который присутствует ещё в Капском фотографическом обозрении 1896—1900 гг. ^:183 По радиоизлучению, зарегистрированному в первые две недели вспышки, радиоастрономами было установлено, что окружавший звезду газ по плотности и скорости соответствовал звёздному ветру голубого сверхгиганта. В то же время ультрафиолетовое излучение , зарегистрированное в мае 1987 года спутником IUE , по спектру соответствовало газу более высокой плотности и меньшей скорости, располагавшемуся дальше от звезды-предшественника. На основе анализа был сделан вывод, что этот газ соответствовал звёздному ветру красного сверхгиганта, дувшему за тысячи лет до вспышки, то есть что звезда-предшественник была в то время красным сверхгигантом, но затем превратилась в голубой сверхгигант ^:29 .

Вспышка потребовала пересмотра некоторых положений теории звёздной эволюции , поскольку считалось, что почти исключительно красные сверхгиганты и звёзды Вольфа — Райе могут вспыхивать как сверхновые ^:184 .

SN 1987A является сверхновой типа II , образующейся на конечном этапе из одиночных массивных звёзд, о чём свидетельствовали линии водорода уже в самых ранних спектрах этой сверхновой, так как именно водород и гелий являются основными элементами оболочки сверхновых II типа ^:23—24 .

Нейтринная вспышка

В 2:52 по всемирному времени 23 февраля на советско-итальянском нейтринном детекторе под горой Монблан было зарегистрировано 5 событий, вызванных нейтрино ; подобные эффекты за счёт случайных совпадений фон способен создавать лишь раз в два года ^:192 . Через 5 часов, в 7:35 по всемирному времени 23 февраля (приблизительно за 3 часа до первого обнаружения сверхновой на фотопластинке) Kamiokande II , и Баксан зарегистрировали вспышку нейтрино, длившуюся менее 13 секунд, причём по данным Kamiokande II было определено направление, с точностью около 20 градусов совпавшее с направлением на Большое Магелланово Облако ^:191 . Хотя за это время были зарегистрированы всего 24 нейтрино и антинейтрино, это существенно превысило фон. Зарегистрированные нейтринные события стали первым (и на 2017 год — единственным) случаем регистрации нейтрино от вспышки сверхновой. По современным представлениям, энергия нейтрино составляет около 99 % общей энергии, выделяемой при вспышке. Всего выделилось порядка 10 ⁵⁸ нейтрино с общей энергией порядка 10 ⁴⁶ джоулей ^:189 (~100 Foe ). Всплеск нейтрино, унёсший основную часть гравитационной энергии, свидетельствовал о коллапсе ядра звезды-предшественника и образовании на его месте нейтронной звезды ^:26—27

Нейтрино и антинейтрино достигли Земли практически одновременно, что стало подтверждением общепринятой теории, по которой гравитационные силы действуют на материю и антиматерию одинаково.

Тепловой энергии разлетающегося вещества оболочки сверхновой недостаточно для объяснения длительности её вспышки, продолжавшейся несколько месяцев. На поздней стадии сверхновая светилась за счёт энергии радиоактивного распада никеля-56 (период полураспада 6 суток ) с образованием кобальта-56 и последующего распада кобальта-56 (период полураспада 77,3 суток ) с образованием стабильного железа-56 . Уносящие большую часть энергии распада гамма-кванты , рассеиваясь оболочкой, породили также жёсткое рентгеновское излучение сверхновой ^:25—27 .

10 августа 1987 года обсерваторией «Рентген» на модуле « Квант-1 » было обнаружено жёсткое рентгеновское излучение SN 1987A ^:195 , получены широкополосные ( ~1—1000 кэВ ) спектры излучения этой сверхновой . Поток в диапазоне 20—300 кэВ от SN 1987A был также зарегистрирован спутником Ginga ^:195 . Гамма-излучение от сверхновой регистрировалось в августе-ноябре 1987 года спутником ^:26 .

Световое эхо

В феврале 1988 года на Европейской южной обсерватории было обнаружено световое эхо сверхновой SN 1987A. Оно представляло собой два концентрических кольца вокруг места вспышки сверхновой, которые созданы рассеявшимся на газо-пылевых облаках светом, испущенным сверхновой во время вспышки ^:29 .

В исследовании, опубликованном в июне 2015 года, используя изображения с космического телескопа «Хаббл» и Very Large Telescope , сделанные в период с 1994 по 2014 год, показывается, что светящиеся сгустки материи, составляющие кольца, исчезают. Прогнозируется, что кольца исчезнут в период между 2020 и 2030 годами .

Остаток сверхновой

Остаток SN 1987A является объектом пристального изучения. Особенностью сверхновой являются открытые в 1994 два симметрично расположенных неярких кольца, образовавшихся при слиянии двух звёзд .

Примерно в 2001 году вещество, образовавшееся в результате взрыва и разлетающееся со скоростью более 7000 км/с, достигло внутреннего кольца. Это стало причиной нагревания последнего и порождения рентгеновского излучения, поток которого от кольца увеличился в три раза с 2001 по 2009 год. Часть рентгеновского излучения, поглощаемая плотным веществом, близким к центру, отвечает за сопоставимое увеличение видимого потока от остатка сверхновой за период с 2001 по 2009 гг. Это увеличение яркости остатка повернуло вспять процесс, наблюдавшийся до 2001 года, когда поток в видимом диапазоне уменьшался из-за распада изотопа титан-44 .

Астрономы предсказывали, что по мере остывания газа после взрыва атомы кислорода , углерода и кремния в холодных центральных частях остатка будут связываться, образуя большие количества молекул и пыли. Однако наблюдения SN 1987A с помощью инфракрасных телескопов в течение первых 500 дней после взрыва выявили лишь малые количества горячей пыли. 6 января 2014 года появилось сообщение об обнаружении в рамках проекта ALMA намного больших количеств холодной пыли, которые ярко светились в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах. Астрономы оценили, что на тот момент остаток сверхновой содержал вновь образовавшуюся пыль массой в четверть массы Солнца , и что почти весь углерод, выделившийся в результате взрыва, вошёл в состав пыли; они также нашли значительные количества диоксида углерода и моноксида кремния .

В 2019 году при анализе данных телескопа ALMA , полученных в 2015 году, учёные обнаружили в системе SN 1987A участок пыли и газа с высокой относительно окрестностей температурой (хотя более высокую плотность, а не температуру этого участка нельзя полностью исключать), что дало повод авторам исследования утверждать в опубликованной статье о вероятном компактном источнике, а в публичном заявлении — о нейтронной звезде , скрывающейся за пылью и нагревающей её .

Примечания

Ссылки

• (англ.)
• (англ.)