Самый мощный взрыв во Вселенной объясняет загадочную звезду

Мощный взрыв ранее неизвестного источника — в 10 раз более мощного, чем сверхновая — может быть ответом на загадку Млечного Пути, возраст которой составляет 13 миллиардов лет.

Астрономы из Австралийского центра ASTRO 3D при Австралийском национальном университете (ANU) потенциально обнаружили первые свидетельства разрушения быстро вращающейся звезды — явление, которое они описывают как «магнитовращательную гиперновую».

Ранее неизвестный тип катаклизма, который произошел всего через миллиард лет после Большого взрыва, является наиболее вероятным объяснением присутствия необычно большого количества некоторых элементов, обнаруженных в другой чрезвычайно древней и «примитивной» звезде Млечного Пути.

Эта звезда, известная как SMSS J200322.54-114203.3, содержит большее количество металлических элементов, включая цинк, уран, европий и, возможно, золото, чем другие звезды того же возраста.

Слияния нейтронных звезд — общепризнанные источники материала, необходимого для их создания — недостаточны для объяснения их присутствия.

Астрономы подсчитали, что только сильный коллапс очень ранней звезды, усиленный быстрым вращением и наличием сильного магнитного поля, может объяснить требуемые дополнительные нейтроны.

«У звезды, на которую мы смотрим, отношение железа к водороду примерно в 3000 раз ниже, чем у Солнца, что означает, что она встречается очень редко: то, что мы называем звездой с чрезвычайно низким содержанием металлов», — сказал автор исследования Дэвид Йонг.

«Однако тот факт, что она содержит гораздо большее, чем ожидалось, количество некоторых более тяжелых элементов, означает, что она встречается еще реже — это настоящая иголка в стоге сена».

Первые звезды во Вселенной почти полностью состояли из водорода и гелия. В конце концов они коллапсировали и взрывались, превращаясь в нейтронные звезды или черные дыры, производя более тяжелые элементы, которые в небольших количествах включались в следующее поколение звезд — самые старые из ныне существующих.

Скорость и энергия этих звездных смертей стали хорошо известны в последние годы, поэтому количество тяжелых элементов, которые они производят, хорошо подсчитано. А для звезды SMSS J200322.54-114203.3 суммы просто не складываются.

«Дополнительное количество этих элементов должно было откуда-то поступать», — говорят астрономы.

«Теперь мы находим данные наблюдений, впервые прямо указывающие на то, что существовал другой вид гиперновой, производящий все стабильные элементы в периодической таблице одновременно — взрыв с коллапсом ядра быстро вращающейся сильно намагниченной массивной звезды — единственное, что объясняет результаты».

Гиперновые звезды известны с конца 1990-х годов. Однако это первый случай, когда было обнаружено сочетание быстрого вращения и сильного магнетизма.

«Мы подсчитали, что 13 миллиардов лет назад звезда J200322.54-114203.3 образовалась из химического супа, который содержал остатки этого типа гиперновой звезды. Никто и никогда раньше не обнаруживал это явление».

J200322.54-114203.3 находится на расстоянии 7500 световых лет от Солнца и вращается в гало Млечного Пути.

Звезда была впервые идентифицирована как крайне бедная металлами с помощью SkyMapper и 2,3-метрового телескопа ANU в обсерватории Сайдинг-Спринг в Австралии. Затем были получены подробные наблюдения с помощью 8-метрового сверхбольшого телескопа Европейской южной обсерватории в Чили.

Директор ASTRO 3D, профессор Лиза Кьюли, прокомментировала: «Это чрезвычайно важное открытие, открывающее новый путь образования тяжелых элементов в ранней вселенной».

Исследование было опубликовано в журнале Nature.