Группа исследователей из университета Киото (Япония) впервые наблюдала в реальном времени, как сверхмассивная звезда Вольфа — Райе завершила свое существование ярким взрывом сверхновой. Наблюдение ставит под вопрос прежнюю концепцию «тихого» коллапса таких гигантов напрямую в черную дыру. До сих пор считалось, что сверхтяжелые звезды (с массой более 30 масс Солнца, M☉) не производят ярких сверхновых, а просто «исчезают» при образовании черной дыры. Однако наблюдения SN 2022esa показали, что такие события могут быть заметными в оптическом и инфракрасном диапазонах.
Команда астрономов использовала одновременно японский телескоп Seimei и гигантский 8-метровый Subaru на Гавайях для классификации SN 2022esa как сверхновой класса Ic-CSM — типа, связанного с массивной звездой, потерявшей наружные оболочки и интенсивно взаимодействующей с окружающей средой.
Двойные звезды и черные дыры
Ключевым открытием стало выявление стабильной периодичности изменения светимости сверхновой — около месяца, что указывает на предварительные вспышки в системе до взрыва. Такая периодичность возможна только при наличии второго участника — еще одной массивной звезды или уже существующей черной дыры. Исходя из этого, исследователи предполагают, что после взрыва образуется пара черных дыр, вращающихся вокруг общего центра масс. Статья с полным описанием исследования опубликована в Сборнике публикаций Японского астрономического общества.
Что еще известно о звездах Вольфа — Райе
Объекты Вольфа — Райе — крайне массивные, горячие и яркие звезды, которые сжигают свое топливо быстро и интенсивно и перед взрывом сбрасывают оболочки в виде сильных ветров и космической пыли. Такие звезды могут быть предвестниками взрывов сверхновых типа Ic.
Например, хорошо известная астрономам система WR 104, расположенная в созвездии Стрельца на расстоянии около 8400 световых лет от Земли и окруженная спиральной туманностью, состоит из пары массивных звезд, которые со временем также взорвутся, а их взаимодействие породит сложные спиральные структуры из газа и пыли. Ранее ученые опасались, что поток гамма излучения при вспышке WR 104 может зацепить Землю, но современное компьютерное моделирование не подтвердило мрачные прогнозы.
В Млечном Пути на данный момент обнаружено всего около семи сотен звезд Вольфа — Райе — они крайне редки на фоне миллиардов светил нашей галактики.
Изучение судьбы массивных звезд и рождения бинарных черных дыр открывает новое направление в понимании эволюции массивных звезд и формирования новых сущностей на их месте.
Двойная черная дыра — явление редкое, а вот тройную черную дыру, возникшую в результате слияния трех галактик, астрономы увидели в первый раз.
