Астрономы впервые зарегистрировали ускоряющийся световой сигнал от сверхяркой сверхновой, взорвавшейся примерно в миллиарде световых лет от нашей планеты. Это открытие стало одним из самых уникальных за последние годы: поведение звезды SN 2024afav ставит под сомнение устоявшиеся представления о сверхновых.
Аспирант Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Джозеф Фара изучал удаленную сверхновую и заметил уникальное явление: яркость взрыва колебалась с ускоряющимся ритмом, напоминая «чирп» — сигнал, хорошо известный физикам по гравитационным волнам от объединяющихся черных дыр. Однако в этом случае источником стал не дуэт черных дыр, а гибель массивной звезды.
Сверхновая SN 2024afav, находящаяся на расстоянии около миллиарда световых лет от Земли, принадлежит к редкому классу сверхъярких сверхновых — взрывов, которые излучают свет в десятки и сотни раз мощнее, чем обычные. Ученые до конца не понимали, что именно вызывает такую колоссальную яркость. Множество подобных вспышек демонстрируют загадочные колебания яркости, но у SN 2024afav они оказались удивительно упорядоченными: волнообразные всплески следовали друг за другом с все возрастающей частотой, звезда словно «пела», и это «пение» было невероятно гармоничным.
«До сих пор у исследователей не существовало ни одной модели, которая могла бы объяснить серию всплесков, ускоряющихся со временем, — говорит Фара. — Сигнал выглядел слишком структурированным для случайных взаимодействий».
Разгадка пришла из неожиданного источника — общей теории относительности. Фара предложил модель, в которой после взрыва в центре остается магнетар — нейтронная звезда, вращающаяся с огромной скоростью и обладающая невероятно сильным магнитным полем. Часть выброшенного вещества возвращается и формирует вокруг магнетара наклоненный аккреционный диск. Благодаря эффекту Лензе — Тирринга, предсказанному общей теорией относительности, вращающийся магнетар закручивает окружающее пространство-время, вызывая раскачивание диска. Качающийся диск периодически заслоняет и отражает свет магнетара, действуя как космический маяк. По мере приближения диска к магнетару раскачивание усиливается — отсюда и нарастающий «щебечущий» ритм.
Команда исследовала альтернативные объяснения — ньютоновские эффекты, магнитную прецессию, — но только эффект Лензе — Тирринга полностью совпал с наблюдаемыми данными. «Это первый случай, когда общая теория относительности была использована для описания механики сверхновой», — подчеркивает Фара.
«Я думаю, Джозеф нашел неопровержимое доказательство, — говорит его научный руководитель Энди Хауэлл. — Он связал колебания яркости с моделью магнетара и объяснил все с помощью наиболее проверенной теории в астрофизике — общей теории относительности. Это получилось невероятно элегантно».
С запуском обсерватории имени Веры Рубин, которая будет генерировать около десяти терабайт данных каждую ночь, астрономы надеются обнаружить множество подобных «поющих» сверхновых.
Фото: hi-tech.mail.ru