Астрономы открыли вывернутую наизнанку сверхновую звезду

Взрыв светила буквально вывернул его изнутри – самые глубокие слои погибшей звезды оказались снаружи. К такому выводу пришли специалисты, по-новому взглянувшие на известный остаток от молодой и сравнительно близкой сверхновой.

Предполагаемое строение изученной звезды перед взрывом (иллюстрация NASA/CXC/ M.Weiss)

При помощи рентгеновского орбитального телескопа Chandra группа американских учёных получила новые изображения остатка сверхновой Кассиопея A (Cas A). Эта массивная звезда, расположенная на расстоянии 11 тысяч световых лет от Солнца, взорвалась примерно 300-330 лет назад (с нашей точки зрения).

Ранее наблюдения в инфракрасном диапазоне показали, что в облаке разлетающегося вещества чётко прослеживаются отдельные слои, словно оболочки луковицы. Это позволило заговорить об аккуратном взрыве данной сверхновой.

Новая работа переворачивает это представление с ног на голову. Самый детальный анализ облака в рентгеновском диапазоне из всех проведённых ранее позволил составить карту распределения в нём веществ с очень высоким разрешением. Так выяснилось, что расположены элементы весьма необычно.

Перед взрывом звезды она содержала богатое железом ядро, которое окружал слой серы и кремния. Они, в свою очередь, были покрыты оболочкой, состоящей из магния, неона и кислорода. Выше лежали лёгкие элементы.

Расширяющееся облако остатков Cas A в рентгеновском диапазоне. Синим цветом показано железо, зелёным – сера, красным – магний. Эта цветовая схема идентична использованной при отображении разреза звезды-предшественницы (фото NASA/CXC/GSFC/ U.Hwang, J.Laming)

После взрыва большая часть железа оказалась на самой внешней границе разлетающегося облака. При этом ни наблюдения в рентгене, ни съёмка в ИК-диапазоне не смогли найти какое-либо железо вблизи центра остатков, передаёт Space.com.

А ведь исследователи обнаружили сгустки почти чистого железа, что указывает — этот элемент был произведён в результате ядерных реакций недалеко от центра звезды – предшественницы сверхновой.

Далее в облаке можно увидеть зоны кремния, серы и магния. Большая их часть тоже находится на внешней стороне расширяющейся оболочки, хотя в звезде данные элементы составляли одни из самых глубоких слоёв.

Учёные также посмотрели, как в облаке расположены кремний и неон. Все эти сведения вместе, после сопоставления их с результатами предыдущих наблюдений в видимом и инфракрасном диапазоне, позволили сделать вывод: скорее всего, некая мощная гидродинамическая нестабильность, возникшая в ходе взрыва, заставила эту звезду вывернуться внутренностями наружу.

Следом от такой нестабильности и ассиметричного взрыва авторы работы считают и известное смещение нейтронной звезды, оставшейся от взорванной предшественницы. (Подробности открытия изложены в статье, которая выйдет в Astrophysical Journal.)