Астрономы впервые нашли двойную систему, где обе звезды взорвались как сверхновые

Астрономы впервые обнаружили двойную звёздную систему, в которой обе звезды взорвались как сверхновые. Это открытие, сделанное с помощью наземных и космических телескопов, подтверждает теоретические модели эволюции массивных двойных систем и даёт ключ к пониманию процессов, ведущих к слиянию нейтронных звёзд или чёрных дыр. Система находится на расстоянии около 11 миллиардов световых лет от Земли, и её изучение стало возможным благодаря эффекту гравитационного линзирования.

Двойная система с двумя сверхновыми

Исследователи из США, Европы и Австралии сообщили об обнаружении уникальной двойной системы, расположенной на расстоянии около 11 миллиардов световых лет от Земли. В этой системе обе звезды, изначально имевшие массу более 8 солнечных, взорвались как сверхновые с интервалом в несколько миллионов лет. Первый взрыв произошёл около 10 миллиардов лет назад, второй — примерно 9,9 миллиарда лет назад. Остатки этих взрывов — нейтронная звезда и чёрная дыра — теперь обращаются друг вокруг друга с периодом около 11 часов.

Учёные использовали данные телескопов обсерватории Кека на Гавайях, а также космического телескопа «Хаббл» и рентгеновской обсерватории «Чандра». Анализ спектров показал характерные линии тяжёлых элементов, синтезированных при взрывах сверхновых, что подтвердило двойную природу события.

Предыстория и контекст

Более половины всех звёзд в нашей Галактике входят в двойные или кратные системы. Особенно это характерно для массивных звёзд — они почти всегда рождаются парами. Однако до сих пор астрономы не наблюдали систему, в которой обе звезды успели пройти полный цикл эволюции и взорваться как сверхновые. Обычно одна звезда взрывается раньше, и её остаток — нейтронная звезда или чёрная дыра — может нарушить эволюцию компаньона, выбросив его из системы или захватив вещество.

Теоретические модели предсказывали, что в некоторых двойных системах обе звезды могут взорваться, если их массы достаточно велики и расстояние между ними оптимально. Однако подтвердить это наблюдениями не удавалось из-за сложности обнаружения таких редких событий.

Как учёным удалось обнаружить эту систему?

Открытие стало возможным благодаря методу гравитационного линзирования: гравитация массивного скопления галактик на переднем плане исказила и усилила свет от далёкой двойной системы, позволив разглядеть её детали. Без этого эффекта система была бы неразличима для современных телескопов. Учёные проанализировали кривые блеска и спектры, зафиксировав два последовательных всплеска, характерных для сверхновых разных типов.

Технические подробности открытия

Исходные звёзды имели массы около 20 и 15 солнечных. Первая, более массивная, взорвалась как сверхновая типа Ic, оставив после себя чёрную дыру. Вторая, менее массивная, взорвалась как сверхновая типа IIb, породив нейтронную звезду. Расстояние между ними на момент взрывов составляло примерно 0,1 астрономической единицы — в 10 раз меньше расстояния от Земли до Солнца. После взрывов остатки сблизились из-за потери массы и теперь обращаются вокруг общего центра масс с периодом около 11 часов, постепенно сближаясь за счёт излучения гравитационных волн. Ожидается, что через несколько миллиардов лет они сольются, вызвав мощный всплеск гравитационных волн.

Кого затронет и как

Открытие имеет значение для астрофизиков, изучающих эволюцию двойных систем, механизмы взрывов сверхновых и образование компактных объектов. Оно подтверждает теоретические модели и даёт новый инструмент для оценки темпов слияния нейтронных звёзд и чёрных дыр. Для широкой публики — это ещё одно напоминание о сложности и красоте Вселенной, а также о том, что даже самые редкие явления могут быть обнаружены при правильной методике.

Что будет дальше

Учёные планируют продолжить наблюдения за этой системой с помощью более мощных телескопов, включая «Джеймс Уэбб», чтобы уточнить параметры остатков и изучить их рентгеновское излучение. Также ожидается, что будут найдены и другие подобные системы — по оценкам, в наблюдаемой Вселенной может существовать около тысячи двойных систем с двумя сверхновыми. Дальнейшие исследования помогут понять, как часто такие системы образуются и как они влияют на химическую эволюцию галактик.

Итог

Впервые обнаружена двойная звёздная система, где обе звезды взорвались как сверхновые. Это открытие подтверждает теоретические предсказания и открывает новую главу в изучении эволюции массивных двойных систем. Следите за новостями астрономии — возможно, вскоре мы узнаем ещё больше о том, как умирают звёзды.