В 1181 году наблюдатели в небе заметили новую звезду в созвездии Кассиопеи, что стало результатом редкого астрономического события — взрыва звезды или сверхновой. Китайские и японские астрономы зафиксировали это явление, однако остатки взрыва были обнаружены лишь в 2013 году. Это произошло благодаря астроному-любителю Дане Пэтчик, которая, исследуя снимки, полученные с помощью инфракрасного телескопа WISE, нашла туманность на месте вспышки сверхновой. Работа представлена в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Источник изображения: pixabay.com
Туманность получила название Pa 30 и была идентифицирована как остатки материала, выброшенного в результате взрыва 1181 года. В 2023 году астрономы заметили необычные нити внутри остатков, напоминающие тонкие усики цветка одуванчика. С помощью прибора Keck Cosmic Web Imager (KCWI), разработанного Калифорнийским технологическим институтом, была составлена трехмерная карта расположения этих волокон и определена скорость их распространения.
Профессор физики Кристофер Мартин, возглавлявший создание KCWI, отметил, что новый инструмент позволяет наблюдать динамику взрыва, в отличие от статичного изображения. Результаты исследования, проведенного под руководством Тима Каннингема из NASA Hubble, были опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
Сверхновая 1181 года, вероятнее всего, произошла в результате термоядерного взрыва, вызванного белым карликом. В отличие от большинства взрывов этого типа, часть звезды выжила, что привело к образованию так называемой «звезды-зомби». Это событие классифицируется как сверхновая типа Iax, которая была слабее обычных взрывов, что подтверждается историческими записями.
Материал, выброшенный при взрыве, образует туманность Pa 30, наблюдаемую астрономами сегодня. Хотя известно, что нити, светящиеся серой, также были созданы сверхновой, их происхождение остается неясным. Исследование трехмерной структуры остатка проводилось с использованием KCWI, позволяющего анализировать спектральную информацию для каждого пикселя изображения.
Спектральные данные позволили команде измерить движение нитей, что способствовало созданию трехмерной карты структуры. Материал, движущийся к наблюдателю, показывает синий сдвиг, в то время как материал, удаляющийся от него, демонстрирует красный сдвиг. Исследование использовало «красную руку» KCWI, которая разделяет свет на две части: синюю и красную, включая инфракрасный диапазон.
Добавление красного рукава значительно увеличило спектральный охват KCWI, что сделало возможными текущие наблюдения. Согласно словам аспиранта Калтеха и соавтора Николауса Прусински, эта трехмерная карта представляет собой самые чувствительные на сегодняшний день пространственные и спектральные измерения Pa 30 и устанавливает рекорд по самой большой смежной области, исследованной с помощью красного канала.
Результаты исследования показали, что волокнистый материал сверхновой разлетается от места взрыва со скоростью примерно 1000 километров в секунду. Каннингем отметил, что материал в нитях расширяется баллистически, что указывает на отсутствие изменений в скорости с момента взрыва. На основе измеренных скоростей можно определить момент взрыва почти до 1181 года.
Трехмерные данные также выявили значительную полость внутри веретенообразной сферической структуры и показали, что взрыв сверхновой в 1181 году произошел асимметрично. Вопрос о том, как образовались нити после взрыва, остается открытым. Каннингем предположил, что обратная ударная волна могла способствовать конденсации окружающей пыли в нити, но это еще требует подтверждения. Структура объекта продолжает вызывать интерес и вопросы.