Асимметричный конец: Телескоп Chandra раскрыл последние тайны сверхновой Кассиопея А

Примерно 11 300 лет назад массивная звезда оказалась на краю гибели. Пульсируя энергией, она сбрасывала внешние слои в космос, пока не взорвалась как сверхновая. Сегодня её остаток, известный как Кассиопея А (Cas A), стал одним из самых изученных объектов такого типа. Новые наблюдения рентгеновского телескопа Chandra позволили раскрыть детали процессов, происходивших в последние мгновения жизни звезды.

Пролог катастрофы

Масса звезды-прародителя Cas A оценивается в 15–20 солнечных, хотя некоторые модели указывают на 30 масс Солнца. Скорее всего, это был красный сверхгигант, но до сих пор ведутся споры о его природе. Часть астрофизиков предполагает, что это могла быть звезда Вольфа-Райе — редкий класс горячих светил с интенсивным звёздным ветром.

Взрыв произошёл по сценарию сверхновой с коллапсом ядра: когда в сердце звезды накопилось железо, термоядерные реакции прекратились, и гравитация вызвала катастрофическое сжатие. Свет от этого события достиг Земли в 1660-х годах, но исторических записей о наблюдении вспышки не сохранилось. Тем не менее, современные исследования Cas A в разных диапазонах электромагнитного спектра позволили реконструировать её историю.

Рентгеновский детектив

В статье журнала The Astrophysical Journal учёные под руководством Тошики Сато (Университет Мэйдзи) представили результаты анализа данных Chandra. Они обнаружили, что за несколько часов до взрыва в недрах звезды произошло слияние слоёв: внутренний кремниевый слой прорвался в соседнюю область, богатую неоном. Это вызвало турбулентное перемешивание элементов: кремний устремился наружу, а неон — вглубь, создав неоднородные «островки» вещества.

«Каждый раз, изучая Cas A через Chandra, мы узнаём что-то новое, — отмечает Сато. — Теперь, объединив данные с мощными моделями, мы нашли нечто поразительное».

Асимметрия — ключ к разгадке

Традиционно считалось, что взрывы сверхновых симметричны. Однако Cas A опровергает это: распределение элементов и структура остатка указывают на нарушение сферической симметрии. Такая неоднородность, возможно, объясняет и другое явление — «пинки» нейтронных звёзд, которые после взрыва получают импульс, разгоняющий их до тысяч км/с.

Но главный вывод в другом: турбулентность, вызванная слиянием слоёв, могла стать спусковым крючком самого взрыва.

«Последние внутренние процессы не только определяют судьбу звезды, но и делают взрыв асимметричным», — подчёркивает соавтор исследования Хироюки Утида (Киотский университет).

Будущие исследования

Открытие ставит новые вопросы. Например, как часто слияние слоёв происходит у других массивных звёзд? Поможет ли это объяснить загадочные явления вроде гипериновых сверхновых или гамма-всплесков? Ответы могут дать миссии следующего поколения, такие как рентгеновская обсерватория XRISM и телескоп JWST, которые изучат Cas A с беспрецедентной детализацией.

Cas A продолжает удивлять. Благодаря Chandra учёные впервые «заглянули» в последние часы жизни звезды, открыв процессы, которые раньше считались лишь теоретическими. Это не только меняет наше понимание сверхновых, но и приближает разгадку одной из главных тайн астрофизики — как рождаются элементы, из которых состоит Вселенная.