Кузница тяжёлых элементов: разгадана тайна возникновения уникального типа звёздных взрывов.

Сверхновые типа Ic представляют собой редкий вид, возникающий у звезд, которые потеряли оболочку из водорода и гелия, и являются важным источником множества тяжелых химических элементов. Астрономы до сих пор не могли точно установить, вызываются ли сверхновые типа Ic взрывом очень массивной одиночной звезды или же это результат взаимодействия менее массивной звезды с её компаньоном. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, предполагает, что ответ на этот вопрос найден, сообщает ScienceAlert.

Многие сверхновые, включая тип Ic, возникают в результате коллапса ядра массивных звезд, завершивших свой жизненный цикл. Внутри звезды весь водород преобразуется в тяжелые химические элементы, однако для создания ещё более тяжёлых элементов требуется больше энергии, чем может обеспечить термоядерный синтез водорода. Поскольку звезда не обладает достаточной энергией, её ядро не может противостоять гравитации и сжимается, превращаясь в нейтронную звезду или черную дыру. В это время внешние слои звезды выбрасываются в космос. Таким образом, происходит взрыв сверхновой, в результате которого образуются самые тяжелые химические элементы.

Загадка сверхновых типа Ic заключается в том, что в оболочке звезд, породивших их, отсутствуют водород и гелий, хотя эти легкие химические элементы должны быть там. Чтобы объяснить эту аномалию, ученые предложили две гипотезы:

• сверхновые типа Ic возникают в результате взрыва огромных звезд с массой в 20-30 раз превышающей массу Солнца, которые создают настолько сильный звездный ветер, что он уносит их водород и гелий;
• сверхновые типа Ic происходят от менее массивных звезд с массой в 8-15 раз больше массы Солнца, имеющих звезду-компаньона меньшего размера, которая своей гравитацией забирает водород и гелий.

В обоих случаях водород и гелий выбрасываются в космос до взрыва сверхновой, что приводит к отсутствию этих элементов в выбросах. Ученые полагают, что разгадка происхождения сверхновых типа Ic может быть найдена в их окружении, и для этого они использовали радиотелескоп ALMA. В частности, астрономы исследовали газовые облака в районах, где произошли взрывы сверхновых.

Изучая облака молекулярного газа, оставшиеся на месте взрыва сверхновой, можно определить, насколько массивной была звезда, которая взорвалась. Ученые проанализировали водородный газ, оставленный сверхновыми типа Ic, и сравнили его с аналогичным газом, оставшимся от сверхновых типа II, образованных звездами массой, эквивалентной 8-15 массам Солнца. Водород в обоих облаках оказался идентичным, что указывает на то, что источником сверхновых типа Ic являются менее массивные звезды с компаньоном. Исследователи считают, что именно эта звезда забирает весь водород и гелий у более крупной звезды еще до её взрыва. При этом мощный взрыв выталкивает звезду-компаньона в другую часть космоса, где она продолжает свою жизнь.