Астрономи уповноважені заявити, що масивна зірка, яку вони з 2009 року неодноразово заставали за імітацією наднової, все-таки вибухнула по-справжньому (всупереч деяким сумнівам).

Результати спостережень становлять особливий інтерес, оскільки дають важливу інформацію про агонії масивних зірок у роки, що безпосередньо передували вибуху.

Зображення SN 2009ip, отримане 24 вересня 2012 року Джозефом Бримакомбом.

Яскрава мінлива SN 2009ip перебувала в спіральній галактиці NGC 7259, яка лежить в 67 млн світлових роках від Землі в сузір'ї Південна Риба. Незабаром після відкриття вибух був визнаний несмертельним. Вивчення архівних даних показав далі, що прабатько об'єкта неодноразово фігурував на зображеннях галактики в попереднє десятиліття. Аналіз цих знімків дозволив визначити, що зірка була блакитний і гарячої: вона випромінювала приблизно в мільйон разів більше енергії, ніж Сонце, її маса перевищувала сонячну у 50-80 разів, а яскравість сильно варіювала. Подібні об'єкти відомі як яскраві блакитні змінні (ЯГП); такі зірки вже майже вичерпали запас водневого палива і з причин, які залишаються малозрозумілими, час від часу скидають масу. Найбільш відомий приклад зірок цього типу - Ця Кіля з нашої Галактики, яка вибухнула в 1843 році. Сучасні спостереження виявили навколо неї розширюється зі швидкістю приблизно 600 км/с туманність, матеріалу якої вистачило б на десять Сонць.

Спалахи ЯГП так яскраві, що їх можна побачити в інших галактиках. Оскільки характеристики випромінювання цих об'єктів імітують параметри наднових, їх деколи називають псевдосверхновыми. SN 2009ip - одна з таких. Її перша спалах тривала 1-2 тижні, і, судячи по вимірам спектру, матеріал, багатий воднем, був викинутий з приблизною швидкістю 600 км/с. Через рік було зареєстровано друге аналогічне подія, яка теж завершилося досить швидко. 24 липня 2012-го, через майже два роки відносного затишшя, астрономи помітили третю спалах, але на цей раз ситуація змінилася. Замість того щоб згаснути за лічені дні, джерело залишався яскравим набагато довше. Більше того, десь через два місяці в спектрі об'єкта з'явилися ознаки дуже швидкого руху матеріалу: швидкість досягала 10 тис. км/с. Це був перший натяк на те, що SN 2009ip вибухнула по-справжньому.

Але фахівців раніше бентежило те, що яскравість об'єкта не досягла показників, звичайних для наднових згадують співавтори дослідження Натан Сміт і Джон Мауэран з Арізонського університету (США). Залишалося чекати, коли матеріал, викинутий у 2012 році, наздожене те, що вирушив у космос у 2009 та 2010 роках з набагато меншою швидкістю. Це сталося 22 вересня, і тоді видима яскравість об'єкта зросла в 100 разів. Заперечувати наднову було вже не можна. Яскравість продовжувала збільшуватися протягом двох тижнів, після чого вона донині повільно знижується. Можливо, раніше були і інші спалахи - і по досягненні викинутого тоді матеріалу яскравість на короткий час буде знову наростати.

«Те, що SN 2009ip вибухнула у фазі ЯГП, надзвичайно цікаво, бо не узгоджується зі стандартною теорією зоряної еволюції», - підкреслює пан Мауэран. Остання свідчить, що світила з початковою масою вище 30 сонячних позбавляються від водневих оболонок в основному завдяки сильним вітрам і спалахів, перетворюючись в насичені гелієм зірки Вольфа - Райе, а потім вже стають надновими. Втім, вчені і раніше підозрювали, що зірки можуть вибухнути на стадії ЯГП, не чекаючи етапу зірки Вольфа - Райе. Це важливо в контексті нашої Галактики. SN 2009ip натякає на те, що зірки начебто Ця Кіля здатні стати наднової в будь-який момент. А коли Ця Кіля вибухне і викинутий матеріал зустрінеться з улетевшим раніше (а зірка вже позбулася від більш ніж десяти сонячних мас), цей об'єкт стане настільки яскравим, що, можливо, його буде видно неозброєним оком навіть при світлі дня.

Щодо SN 2009ip ще багато неясного, бо залишається відкритим питання про фізичний механізм, що несе відповідальність за передували спалаху наднової. В гіпотезах недоліку немає. Наприклад, оскільки зірка-попередник була дуже масивною, у її ядрі могло мати місце явище парної нестабільності, коли взаємодію гамма-випромінювання високої енергії з атомними ядрами призводить до утворення електрон-позитронних пар, з-за чого всередині зірки знижується тепловий тиск. За цим слідує гравітаційне стиснення зоряного ядра з відповідним зростанням температури і тиску, що прискорює ядерні реакції. Раптове вивільнення ядерної енергії може привести до сильного спалаху. Теорія передбачає, що масивна зірка здатна на кілька таких епізодів, перш ніж вибухне наднової.

Згідно з іншою гіпотезою, активність SN 2009ip могла бути пов'язана з останніми стадіями вигорання атомних ядер. Після того як в ядрі масивної зірки спалений останній водень, вона приймається за гелій, за яким слідують вуглець, неон, кисень і кремній, що призводить до утворення залізного ядра. Але синтез залоза вже не помічник у боротьбі з гравітацією, і відбувається колапс. Фази неону, кисню і кремнію тривають всього кілька років, і початок кожної з них може відзначатися короткою, але потужної спалахом.

Спостереження з Землі не дозволяють впевнено відповісти на питання, який саме механізм задіяний в даному випадку. Але ситуація може прояснитися по мірі падіння яскравості наднової. Радіоактивний матеріал, синтезований при вибуху залізного ядра, повільно розпадається протягом року і виробляє світло з характерним показником загасання. Так що SN 2009ip ще довго буде залучати до себе погляди астрономів.

Результати дослідження представлені на конференції Американського астрономічного товариства і прийняті до публікації в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Препринт доступний на сайті arXiv .

Підготовлено за матеріалами Phys.Org.