IPTF14hls — сверхновая с необычными свойствами, вспыхивавшая непрерывно в течение последних трёх лет (по состоянию на 2017 год). До этого вспышка произошла в 1954 году.'Zombie' star survived going supernova . By Paul Rincon, BBC News. 8 November 2017. Ни одна из предложенных теорий не объясняет полностью всех аспектов данного явления.
Наблюдения Звезда iPTF14hls была открыта в сентябре 2014 года в рамках обзора PTF Паломарской обсерватории, данные были опубликованы в ноябре 2014 года в рамках обзора CRTS survey под обозначением CSS141118:092034+504148. В январе 2015 года информация о вспышках подтвердилась. В то время считалось, что наблюдалась единственная вспышка сверхновой II-P типа, которая должна ослабнуть в течение 100 дней, однако же вспышки возобновлялись в течение более 600 дней с переменной яркостью по крайней мере 5 раз. Яркость менялась на величину до 50 %, достигая пяти пиков.This star cheated death, exploding again and again . Lisa Grossman, Science News. 8 November 2017. Также вместо охлаждения со временем, как происходит при вспышке сверхновых типа II-P, объект сохранял почти постоянную температуру около 5000-6000 K. Исследование более старых фотографий неба показало, что в 1954 году была вспышка в том же направлении на небе. С 1954 года звезда взрывалась 6 раз.
Исследования сверхновой в основном проводятся под руководством Iair Arcavi. Его международная группа исследователей использовала спектрометр LRIS телескопа «Кек-I» для получения спектра галактики, в которой звезда находится, а также спектрограф DEIMOS телескопа «Кек-II» для получения спектров высокого разрешения самой необычной сверхновой.Astronomers Discover A Star That Would Not Die . W. M. Keck Observatory. 8 November 2017.
Галактика, в которой находится iPTF14hls, является карликовой галактикой со звездообразованием, содержание металлов мало; слабое поглощение в линии железа в спектре сверхновой согласуется с низкой металличностью объекта-предшественника. Исследование показало, что взорвавшаяся звезда была по крайней мере в 50 раз массивней Солнца.Astronomers discover a star that would not die . Astronomy Now. 9 November 2017. Также учёные отмечают тот факт, что темп расширения выброшенного вещества оказывается ниже, чем у всех других исследованных сверхновых, в 6 раз, как будто вспышка происходит в замедленном режиме. Однако же, если бы это было следствием релятивистского замедления времени, то наблюдалось бы смещение линий в спектре в красную область, в 6 раз меньшее по сравнению с обычными сверхновыми, что не согласуется с наблюдениями. В 2017 году скорость расширения оценивалась в 1000 км/с.Peculiar Supernovae . Dan Milisavljevic1, and Raffaella Margutti. arXive. 9 May 2018.Andrews JE, Smith N (2017). Strong late-time circumstellar interaction in the notso-impossible supernova iPTF14hls. ArXiv e-prints 1712.00514
Наблюдения в будущем iPTF14hls представляет собой происходящее в настоящее время явление. Наблюдения в ряде длин волн необходимы для понимания природы подобных необычных объектов. После того, как объект в конечном итоге станет остатком сверхновой, можно ожидать появления новых гипотез о природе звезды-предшественника и механизма вспышек. Группа Arcavi предполагает проведения дальнейших исследований в различных областях электромагнитного излучения совместно с наблюдателями на других телескопах.Bizarre 3-Year-Long Supernova Defies Our Understanding of How Stars Die . Harrison Tasoff, Space. 8 November 2017. Среди указанных телескопов упомянуты Северный оптический телескоп и космическая обсерватория Swift, космический телескоп Fermi,Fermi Large Area Telescope detection of gamma-ray emission from the direction of supernova iPTF14hls (PDF). Noam Soker1, Avishai Gilkis. arXiv, Preprint 20 December 2017. а телескоп Хаббл начал проводить наблюдения этой области в декабре 2017 года.. Arcavi, Iair. HST Proposal id.15222. Cycle 25. August 2017.
Гипотезы Современные теории показывают, что звезда утратит весь водород в течение первой вспышки сверхновой; в зависимости от начального размера звезды остаток образует нейтронную звезду или чёрную дыру, поэтому наблюдаемое явление считается первым в своём роде. На данный момент не существует теории, которая объясняла бы наблюдения.Scientists on new supernova: WTF have we been looking at? . John Timmer, Ars Technica. 8 November 2017. Ни одна из представленных ниже гипотез не объясняет механизм сохранения водорода или наблюдаемую энергию. Согласно работам Iair Arcavi, открытие данного объекта потребует уточнения существующих теорий о механизмах вспышек или же разработки нового сценария вспышек, способных создавать такие же спектральные характеристики, как и у обычных сверхновых типа II-P, но эволюция спектра замедлена в 6-10 раз; обладать энергией для поддержания кривой блеска, при этом не создавая узких линий или сильного радио- и рентгеновского излучения, свидетельствующего о взаимодействии с околозвёздным веществом; создавать по крайней мере пять пиков на кривой блеска; отделять область фотосферы, создающую линии, и область непрерывного излучения; сохранять постоянный градиент скорости в течение более 600 дней.
Антивещество Одна из гипотез включает предположение о сгорании антивещества в ядре звезды; данная гипотеза утверждает, что массивные звёзды становятся такими горячими в ядре, что их энергия преобразуется в вещество и антивещество, благодаря чему звезда становится крайне нестабильной и создаёт вспышки в течение нескольких лет.This Star Went Supernova … And Then Went Supernova Again . Jake Parks, Discovery Magazine. 9 November 2017. Антивещество при взаимодействии с обычным веществом приводит к взрывам, которые выбрасывают внешние слои звезды; такой процесс может продолжаться десятилетиями до финального мощного взрыва и коллапса в чёрную дыру.
Пульсирующая парно-нестабильная сверхновая Другая гипотеза включает предположение о пульсирующей парно-нестабильной сверхновой, массивной звезде, способной терять половину массы до начала серии мощных вспышек.'Zombie star' amazes astronomers by surviving multiple supernovae . Ian Sample, The Guardian. 8 November 2017. При каждом проявлении пульсации вещество, улетающее с одной звезды, может сталкиваться с улетевшим ранее веществом и создавать яркие вспышки, похожие на взрывы сверхновой (см. псевдосверхновая). Однако энергия, созданная iPTF14hls, превышает предсказываемую в рамках данной гипотезы.
Магнетар Модель магнетара также может объяснить многие из наблюдаемых особенностей вспышки, но она даёт более гладкую кривую блеска и может потребовать изменений мощности магнитного поля.Models for the Unusual Supernova iPTF14hls . Stan E. Woosley. arXive, 26 January 2018.A magnetar model for the hydrogen-rich super-luminous supernova iPTF14hls . Luc Dessart, Astronomy & Astrophysics. Volume 610, 22 February 2018.
Ударное взаимодействие Ещё одна гипотеза, основанная на спектре излучения, предполагает, что характер спектра свидетельствует о ударном взаимодействии выброшенного вещества с плотным околозвёздным веществом.Strong late-time circumstellar interaction in the peculiar supernova iPTF14hls . Jennifer E Andrews, Nathan Smith. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 477, Issue 1, 11 June 2018, Pages 74-79.
В декабре 2017 года на основе данных телескопа Fermi группа исследователей сообщила, что у iPTF14hls, возможно, впервые зарегистрировано мощное гамма-излучение. Источник гамма-излучения возник приблизительно 300 дней спустя после вспышки iPTF14hls и до сих пор (апрель 2018 года) наблюдается, но для доказательства того, что именно iPTF14hls является источником гамма-излучения, требуются дополнительные наблюдения. Если связь между iPTF14hls и источником гамма-излучения действительно существует, то возникают сложности с моделированием гамма-излучения в рамках ускорения частиц в ударной волне, создаваемой вспышкой. Необходима высокая эффективность преобразования энергии, поэтому предполагается, что для объяснения некоторых свойств наблюдательных данных необходимо наличие джета от близкого компаньона. Рентгеновское излучение не наблюдалось, что делает интерпретацию наличия гамма-излучения особенно сложной задачей.Fermi Large Area Telescope detection of gamma-ray emission from the direction of supernova iPTF14hls . Qiang Yuan, Neng-Hui Liao, Yu-Liang Xin, Ye Li, Yi-Zhong Fan, Bing Zhang, Hong-Bo Hu, Xiao-Jun Bi. ArXiv. 1 February 2018.
Common envelope jets Данная гипотеза предполагает существование псведосверхновой с джетами в общей оболочке (), возникающей на нейтронной звезде-компаньоне. Гипотеза представляет механизм нового вида повторяющихся вспышек, возникающих при входе нейтронной звезды в оболочку массивной звезды на поздней стадии эволюции и аккреции вещества оболочки с появлением джетов, взаимодействующих с окружающим веществом."Common envelope jets supernova (CEJSN) impostors resulting from a neutron star companion . Avishai Gilkis, Noam Soker, Amit Kashi. arXive. 1 March 2018.Explaining iPTF14hls as a common envelope jets supernova . Noam Soker1, Avishai Gilkis. arXiv. Preprint 20 December 2017. Выброшенное вещество может достигать скорости 104 км/с.
Примечания
Ссылки Light curves and spectra on the Open Supernova Catalog This star refuses to die, even after it explodes — engadget The star that blew up a little… Then blew up a lot — SyFyWire
Категория:Астрономические объекты, открытые в 2014 году