«Джеймс Уэбб» обнаружил одну из первых сверхновых во Вселенной
Астрономам удалось запечатлеть взрыв массивной звезды практически сразу после того, как Вселенная вышла из космических «темных веков». Это открытие помогает понять, как рождались и умирали первые звезды.
Когда у звезды заканчивается топливо и она взрывается, происходит мощная вспышка света — сверхновая. Если такой катаклизм случается поблизости — выглядит он очень ярким; свет сверхновых в ранней Вселенной добирается до Земли миллиарды лет, за которые он ослабевает и становится слишком тусклым.
Поэтому крайне далекие сверхновые видны лишь в особых случаях — например, сверхновые типа Ic. Это звездные ядра, которые потеряли внешние газовые оболочки и производят исключительно яркие гамма-всплески. Более типичные сверхновые типа II, самые распространенные звездные взрывы в нашей Галактике, происходящие, когда у массивной звезды кончается топливо, обычно слишком сложны для наблюдения.
Тем примечательнее открытие, статья о котором опубликована на сервере препринтов arXiv. Ее авторы с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» обнаружили сверхновую типа II под названием SN Eos, взорвавшуюся, когда Вселенной было всего около миллиарда лет.
Научное везение
Исследователям повезло: взрыв этот случился позади массивного скопления галактик, мощная гравитация которого усилила свет вспышки в десятки раз. Это позволило проанализировать спектр света от SN Eos, что сделало ее самой ранней сверхновой, подтвержденной спектроскопически. Результаты ясно показывают, что это сверхновая типа II, а значит, она произошла от массивной звезды.
Также выяснилось, что звезда, породившая ее, содержала крайне мало элементов тяжелее водорода и гелия — менее 10% от их содержания в нашем Солнце. Именно такой, по мнению астрономов, была ранняя Вселенная, поскольку у нее еще не было достаточно времени, чтобы несколько поколений звезд успели сформироваться, умереть и произвести более тяжелые элементы.
«Это сразу говорит нам о том, в каком звездном населении взорвалась эта звезда, Массивные звезды взрываются очень быстро после рождения. По космологическим меркам, миллион лет — это ничто. Поэтому они рассказывают нам о текущем звездообразовании в той галактике», — объясняет профессор Ор Граур из Портсмутского университета.
Когда мы наблюдаем свет от настолько далеких объектов, он обычно исходит от маленьких галактик, где можно оценить лишь средние свойства возможных в них звезд. Но изучать отдельные светила на таких расстояниях, как правило, невозможно, отмечает астрофизик Мэтт Николл из Университета Квинс в Белфасте.
«А здесь мы видим отдельную звезду, с прекрасными данными, на таком расстоянии, где мы никогда не наблюдали изолированную сверхновую, и данные достаточно хороши, чтобы понять, что эти звезды отличаются от большинства звезд в локальной Вселенной», — говорит он.
Первая после темных веков
Это произошло всего через несколько сотен миллионов лет после периода в истории Вселенной, известного как эпоха реионизации, добавляет Граур. Именно тогда свет первых звезд начал отрывать электроны от атомов нейтрального водорода, который блокирует большую часть излучения, превращая его в прозрачный ионизированный газ. До этого Вселенная была непрозрачной, так что SN Eos — по сути, самая далекая сверхновая, какую мы вообще можем надеяться увидеть.
«Это очень, очень близко к тому периоду реионизации, когда Вселенная вышла из своего короткого темного периода, фотоны снова смогли свободно распространяться, и мы получили возможность что-то разглядеть», — заключает Граур.
