Учёные обнаружили сверхмощную сверхновую, «заряженную» магнитаром

NASA с помощью гамма-телескопа Fermi впервые надёжно зафиксировало мощное гамма-излучение от сверхъяркой сверхновой. По мнению астрономов, необычная яркость взрыва объясняется присутствием магнитара — нейтронной звезды с экстремально сильным магнитным полем, которая родилась непосредственно во время самого взрыва.

Первое уверенное обнаружение
За почти 20 лет наблюдений Fermi астрономы анализировали данные тысяч сверхновых, но лишь теперь получили убедительные доказательства. Речь идёт о сверхновой SN 2017egm, которая вспыхнула в галактике NGC 3191 на расстоянии около 440 миллионов световых лет от Земли.

«Мы искали гамма-лучи от шести ближайших сверхярких сверхновых за первые 16 лет работы Fermi. Только SN 2017egm показала чёткий сигнал», — сообщил Гильем Марти-Девеса из Института космических наук в Барселоне.

Магнитар — «двигатель» сверхновой
Когда массивная звезда исчерпывает топливо, её ядро коллапсирует, рождая нейтронную звезду. В редких случаях при особенно мощном коллапсе возникает магнитар — объект с магнитным полем в тысячи раз сильнее, чем у обычных нейтронных звёзд. Быстрое вращение и сильнейшее магнитное поле создают мощный «ветер» из частиц, который взаимодействует с оболочкой сверхновой.

Этот процесс формирует так называемую магнитарную ветровую туманность, где происходит интенсивное рождение и поглощение гамма-лучей. Часть гамма-излучения преобразуется в видимый свет, что и делает такие сверхновые в десятки раз ярче обычных.

«Примерно через три месяца после коллапса, когда оболочка расширяется и остывает, гамма-лучи начинают выходить наружу», — объяснил руководитель исследования Фабио Асеро из Париж-Сакле.

Новое окно в физику сверхновых
Наблюдения Fermi подтверждают теорию, согласно которой именно магнитары являются источником дополнительной энергии в сверхярких сверхновых. Модель хорошо описывает поведение SN 2017egm в первые месяцы после взрыва, хотя на более поздних этапах остаются некоторые расхождения, которые учёные объясняют взаимодействием с материалом, выброшенным звездой ещё за сотни лет до взрыва.

Результаты исследования опубликованы 20 мая в журнале Astronomy & Astrophysics.

В будущем изучение подобных событий значительно расширится благодаря новому наземному гамма-телескопу Cerenkov Telescope Array Observatory (CTAO), который сможет фиксировать аналогичные вспышки на расстоянии до 500 миллионов световых лет.

«Наблюдение гамма-лучей от сверхновых даст нам новый способ заглянуть в их внутренние механизмы», — отметила Джуди Ракусин из Центра Годдарда NASA.

Вкратце
С помощью телескопа Fermi учёные впервые надёжно зафиксировали мощное гамма-излучение от сверхъяркой сверхновой SN 2017egm. Источником дополнительной энергии оказался магнитар — крайне магнитная нейтронная звезда, родившаяся во время взрыва. Магнитар создаёт мощный ветер частиц, который усиливает излучение и объясняет экстремальную яркость таких событий. Это открытие открывает новое направление в изучении самых мощных звёздных взрывов во Вселенной.