Тайна космических гигантов: найдено “пропавшее звено” между звездами и черными дырами

Впервые в истории у нас появились прямые наблюдательные данные о звездном процессе, порождающем нейтронные звезды и черные дыры. Астрономы наблюдали за сверхновой в близлежащей галактике, в результате которой возник объект, обладающий характеристиками нейтронной звезды или черной дыры. Это открытие подтверждает, что коллапс ядра массивных звезд порождает самые плотные объекты во Вселенной.

Звезды-массивные черные дыры и нейтронные звезды, как полагают, возникают в результате схожих процессов. Звезда, исчерпав топливо для поддержания термоядерного синтеза, теряет внешнее давление, и ее ядро коллапсирует, образуя сверхплотный объект. Натура такого объекта зависит от массы звезды. Например, звезды меньше восьми солнечных масс превращаются в белых карликов.

Наше понимание этих процессов в основном основывалось на наблюдениях последствий, например, нейтронных звезд в Млечном Пути. Однако наблюдение сверхновых в нашей галактике невозможно в течение многих столетий.

Но сверхновая SN 2022jli, взорвавшаяся в спиральной галактике NGC 157 всего в 75 миллионах световых лет от нас, предоставила уникальную возможность. Ее особенность заключалась в периодическом изменении яркости каждые 12,4 дня в течение 200 дней, что было впервые отмечено в световой кривой сверхновой.

Команда астрофизиков под руководством Пинг Чена из Института Вейцмана предположила, что SN 2022jli имела бинарного спутника, который пережил взрыв. Они обнаружили взрывы гамма-излучения и движение водорода в месте взрыва сверхновой. Их анализ показал, что изменения яркости, вероятно, вызваны взаимодействием между остатками SN 2022jli и спутником-звездой. Это открытие означает, что SN 2022jli стала первой сверхновой, из которой астрономы могли наблюдать в реальном времени возникновение компактного объекта.

Это кульминация десятилетий наблюдений, анализа и теории. Теперь наше понимание черных дыр и нейтронных звезд может только усилиться. "Наши исследования подобны сборке паззла из всех возможных свидетельств," говорит Чен. "Все эти части вместе приводят нас к истине."

Исследование опубликовано в журнале Nature .