Звезда, которая взорвалась дважды — космическая загадка, меняющая представления

Представьте: звезда взрывается, сияет ярко, но вместо того чтобы тихо угаснуть, вдруг вспыхивает снова! Именно так повела себя сверхновая SN 2023zkd, озадачив астрономов своим необычным поведением. Оказалось, за этим стоит не просто случайность, а многолетняя "драма" с компаньоном — черной дырой. Давайте разберемся, что же произошло в этой космической истории.

Что такое сверхновые и почему они разные?

Массивные звезды в конце своей жизни часто взрываются, сбрасывая оболочку и резко увеличивая светимость. Это называется вспышкой сверхновой. Ученые делят их на типы:

• сверхновые I типа: возникают от термоядерного взрыва, их светимость меняется предсказуемо — по ней даже измеряют расстояния до галактик.
• сверхновые II типа: образуются из-за гравитационного коллапса ядра, которое превращается в нейтронную звезду или черную дыру. Они разнообразнее, и некоторые могут вспыхнуть повторно после первичного события.

Обычные сверхновые II типа встречаются чаще, чем I типа, но те с "особенностями" — редкость. А наблюдать их с первых дней — настоящий вызов для ученых.

Необычная судьба SN 2023zkd

Эту сверхновую заметили в июле 2023 года благодаря Установке для поиска транзиентов имени Цвикки (ZTF). Алгоритм на основе нейросетей оповестил о необычной вспышке, что позволило астрономам начать наблюдения сразу. В работу включились и наземные телескопы, и космические.

SN 2023zkd находится в 730 миллионах световых лет от нас. Сначала она казалась обычной, но через 240 дней вспыхнула снова почти с той же яркостью. Анализ архивных данных за пять лет до взрыва раскрыл ее секрет. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal.

Роль черной дыры в этой истории

"Виновник" — компаньон звезды, вероятно, черная дыра в 10 раз массивнее Солнца. Сама звезда была намного тяжелее нашего светила, но под влиянием дыры теряла массу. Перед взрывом она дважды "худела", сбросив в общей сложности 5-6 солнечных масс.

Сброшенное вещество не образовало плотную оболочку, а разлетелось от полюсов системы в виде "куполов". Повторная вспышка произошла, когда ударная волна от взрыва столкнулась с этим веществом. Геометрия события оказалась сложной, но ученые смогли ее "расшифровать".

Вероятная эволюция сверхновой SN 2023zkd. В ее центре — пара из звезды и черной дыры. Черная дыра "стягивала" вещество со звезды. Из сброшенной материи образовался "бублик" вокруг системы и "купола" над полюсами системы (первая иллюстрация). Звезда так и не успела слиться с черной дырой, от близости она взорвалась сверхновой. Когда сброшенная оболочка достигла "куполов", произошла еще одна яркая вспышка (четвертая иллюстрация)

"Объект 2023zkd демонстрирует самые явные признаки взаимодействия массивной звезды с компаньоном на протяжении нескольких лет до вспышки из тех, что мы видели. Мы думаем, он может быть одним из представителей целого класса скрытых вспышек, который мы сможем выявить с помощью нейросетей", — прокомментировала Эшли Виллар, астрофизик из Гарвардского университета (США), соавтор исследования.

Будущие открытия в астрономии

Ученые продолжат изучение SN 2023zkd с помощью телескопов "Джеймс Уэбб" и "Нэнси Грейс Роман" (запуск в октябре 2026 года). Скоро появится еще больше объектов: Обсерватория имени Веры Рубин, запущенная в июне 2025-го, обещает находить около 100 тысяч сверхновых типа IIn ежегодно.