Вивчаючи дані першого року міжзоряних спостережень космічного телескопа Джеймса Вебба, астрофізики випадково побачили вибух наднової у далекій спіральній галактиці.
Дослідження містить нові інфрачервоні вимірювання однієї з найяскравіших галактик у нашому космічному оточенні – NGC 1566, яку також називають Spanish Dancer. Вона знаходиться на відстані близько 40 млн світлових років від Землі, і її надзвичайно активний центр зробив галактику популярною серед вчених, які досліджують формування та еволюцію зореутворюючих туманностей.
У цьому випадку вченим пощастило спостерігати наднову типу Ia, тобто вибух вуглецево-кисневого білого карлика, який астрофізики застали випадково під час вивчення NGC 1566. «Вибухи білих карликів важливі для космології, оскільки астрономи часто використовують їх як індикатори відстані, – говорять представники міжнародної команди науковців. – Вони також виробляють величезну частину елементів групи заліза у Всесвіті, як-от залізо, кобальт і нікель».
Дослідження стало можливим завдяки проєкту PHANGS-JWST, який, завдяки величезному реєстру вимірювань зоряних скупчень, використовувався для створення набору даних для вивчення сусідніх галактик. Аналізуючи зображення ядра наднової, астрономи та астрофізики мали на меті з’ясувати, як певні хімічні елементи потрапляють після вибуху в космос.
Наприклад, легкі елементи типу водню або гелію утворилися під час Великого вибуху, але важчі елементи можуть бути створені лише завдяки термоядерним реакціям, які відбуваються всередині наднових зірок. Розуміння того, як цей процес впливає на розподіл елементів заліза в космосі, може дати дослідникам глибше розуміння хімічного формування Всесвіту.
«Коли вибухає і розширюється наднова, ми можемо бачити різні шари викиду, що дозволяє нам дослідити ядро туманності, – говорять астрофізики. – Завдяки процесу радіоактивного розпаду – коли нестабільний атом вивільняє енергію, щоб стати стабільнішим – наднові випромінюють радіоактивні високоенергетичні фотони, як-от уран-238. І у цьому випадку дослідження було зосереджено на тому, як кобальт-56 розпадається на залізо-56».
Використовуючи дані з камер телескопа Вебба у ближньому і середньому інфрачервоному діапазонах, дослідники виявили, що через понад 200 днів після початкової події викид наднової все ще був видимим в інфрачервоних хвилях. «Це одне з тих досліджень, де, якби наші результати не були такими, як ми очікували, це викликало б велике занепокоєння, – говорять вчені. – Ми припускали, що енергія не покидає межі викиду, але до даних, отриманих від Вебба, це була лише теорія».
Протягом багатьох років було незрозуміло, чи просочуються в навколишнє середовище частинки, які утворюються при розпаді кобальту-56 на залізо-56, або їх утримують магнітні поля, які створюють наднові. Нове дослідження підтверджує, що за більшості обставин речовина не виходить за межі вибуху. Тож більшість припущень, які вчені робили в минулому стосовно роботи цих утворень, підтвердилися. «Це дослідження підтверджує майже 20-річну історію науки, – заявляють астрофізики. – Воно не дає відповіді на всі питання, але показує, що наші припущення не були катастрофічно помилковими».
Майбутні спостереження Вебба допомагатимуть вченим розвивати свої теорії про формування та еволюцію зірок, і вони також використовуватимуть інші типи фільтрів зображення, щоб дивитися далеко за межі нашої галактики.
Також цікаво: