«Джеймс Уэбб» обнаружил самую раннюю из известных сверхновых
«Джеймс Уэбб» подтвердил природу необычайно яркой гамма-вспышки: ее источником стала массивная звезда, которая взорвалась, когда Вселенной было всего 730 миллионов лет. Впервые для столь удаленного события космическому телескопу удалось также зафиксировать галактику, в которой произошел этот взрыв.
Оперативные наблюдения «Уэбба» подтвердили данные наземных обсерваторий по всему миру, которые следили за гамма-всплеском с момента его обнаружения в середине марта. Результаты исследований опубликованы в Astronomy & Astrophysics.
Таким образом, «Джеймс Уэбб» побил и свой собственный рекорд: предыдущая сверхновая-рекордсмен вспыхнула, когда Вселенной было 1,8 миллиарда лет.
«Только "Уэбб" мог напрямую показать, что этот свет исходит от сверхновой — коллапсирующей массивной звезды. А мы убедились, что с его помощью можем наблюдать отдельные звезды той поры, когда Вселенной было всего 5% от ее нынешнего возраста», — сказал профессор Эндрю Леван Неймегенского и Уорикского университетов, ведущий автор одной из статей.
Гамма-всплеск обычно длится от секунд до минут, а сверхновая быстро набирает яркость в течение нескольких недель, а затем медленно угасает. Однако к этой вспышке звезда «готовилась» дольше. Причина — прошедшие с того момента многие миллиарды лет: расширение космоса растягивает не только длину волны (красное смещение), но и воспринимаемую длительность события.
Гамма-всплески невероятно редки. Кратковременные (порядка нескольких секунд) могут быть вызваны столкновением двух нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры. Более долгие всплески, подобные этому, который длился около 10 секунд, часто связывают с взрывной гибелью массивных звезд.
Оперативное исследование
Первое оповещение прозвучало 14 марта 2025 года. Новость о гамма-всплеске из очень далекого источника поступила с аппарата SVOM (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor) — французско-китайского телескопа, запущенного в 2024 году и предназначенного для обнаружения кратковременных событий.
Менее чем за полтора часа рентгеновская обсерватория Swift точно определила положение источника на небе. Это позволило провести последующие наблюдения, которые установили расстояние до объекта для «Уэбба». Одиннадцать часов спустя Северный оптический телескоп на Канарских островах выявил инфракрасное послесвечение гамма-всплеска — признак того, что он может быть связан с чрезвычайно удаленным объектом. Через четыре часа Очень большой телескоп Европейской Южной обсерватории в Чили определил, что объект существовал всего через 730 миллионов лет после Большого взрыва.
«За последние 50 лет было обнаружено лишь несколько гамма-всплесков, произошедших в первый миллиард лет существования Вселенной. Это редкое и очень интересное событие», — подчеркнул Леван.
Удивительное сходство с близкими сверхновыми
Поскольку это самая ранняя и далекая из обнаруженных на сегодняшний день сверхновых, исследователи сравнили ее с тем, что им хорошо известно, — современными, близкими сверхновыми. Оказалось, что они очень похожи, что стало неожиданностью.
Почему? О первом миллиарде лет существования Вселенной известно еще очень мало. Первые звезды, вероятно, содержали меньше тяжелых элементов, были более массивными и жили меньше. Они существовали в эпоху реионизации, когда газ между галактиками в значительной степени был непрозрачен для высокоэнергетического света.
«Мы ничего не знали об этой сверхновой, когда начинали исследование. Тем удивительнее было обнаружить, что она выглядит в точности как современные», — признался профессор Найл Танвир из Лестерского университета, соавтор исследования.
Чтобы понять, почему столь ранняя сверхновая похожа на близкие, необходимы дополнительные данные для выявления возможных мелких различий.
Первый взгляд на родительскую галактику
«Наблюдения "Уэбба" указывают на то, что эта далекая галактика похожа на другие галактики, существовавшие в ту же эпоху», — сообщил астроном Эмери Ле Флок из CEA Paris-Saclay.
Поскольку свет галактики рассеян на несколько пикселей, из-за чего она выглядит как размытое красноватое пятно, полученные о ней данные пока ограничены. Но увидеть ее — уже прорыв.
Исследователи уже планируют снова задействовать «Уэбб» в международных усилиях по изучению гамма-всплесков от объектов ранней Вселенной. Время уже получено; цель — узнать больше о галактиках далекой Вселенной, регистрируя послесвечение самих гамма-всплесков.
