В течение многих лет астрономы безуспешно искали неуловимых предшественников звездных взрывов с дефицитом водорода. Однако это изменилось в июне 2013 года с появлением сверхновой iPTF13bvn и последующим обнаружением объекта в том же месте на архивных изображениях, полученных до взрыва с помощью HST. Интерпретация наблюдаемого объекта неоднозначна.
Команда под руководством Берстена представила непротиворечивую картину, используя модели яркости сверхновых и эволюции предшественников. На их снимке более массивная звезда в двойной системе взрывается после передачи массы своему компаньону.
Одна из задач астрофизики — определить, какая звезда производит какие сверхновые. Это особенно проблематично для сверхновых без водорода, которые называются Типами Ib или Ic, потому что их предшественники еще не обнаружены напрямую.
Однако главный вопрос заключается в следующем: «Как звезды-прародители удаляют свои богатые водородом оболочки во время своей эволюции??"Было предложено два конкурирующих механизма.
Одна гипотеза предполагает, что сильный ветер, производимый очень массивной звездой, дует внешние слои водорода, в то время как другой предполагает, что гравитационно связанная двойная звезда-компаньон удаляет внешние слои. В последнем случае не требуется очень массивная звезда. Поскольку эти два сценария предсказывают совершенно разные звезды-прародители, прямое обнаружение прародителя для этого типа сверхновой может дать окончательные ключи к разгадке предпочтительного эволюционного пути.
Когда в соседней спиральной галактике NGC 5806 была обнаружена молодая сверхновая типа Ib iPTF13bvn, астрономы надеялись найти ее прародителя. Изучение доступных изображений HST действительно выявило объект, что вселяет оптимизм в отношении того, что первый предшественник сверхновой, не содержащей водорода, наконец-то будет идентифицирован.
Из-за голубого оттенка объекта изначально предполагалось, что это очень горячая, очень массивная, эволюционировавшая звезда с компактной структурой, названная звездой "Вольф-Райе". (Используя модели таких звезд, группа из Женевы смогла воспроизвести яркость и цвет предвзрывного объекта со звездой Вольфа-Райе, которая родилась с массой более чем в 30 раз больше Солнца и умерла с массой в 11 раз больше массы Солнца. солнечная масса.)
«Основываясь на таких предположениях, мы решили проверить, согласуется ли такая массивная звезда с эволюцией яркости сверхновой», — говорит Мелина Берстен. Однако результаты несовместимы со звездой Вольфа-Райе; Взрывная звезда, должно быть, была всего в четыре раза больше Солнца, что намного меньше, чем звезда Вольфа-Райе. «Если бы масса была такой низкой, а в сверхновой не было водорода, мы сразу пришли бы к выводу, что ее прародитель был частью двойной системы», — добавляет Берстен.
Поскольку проблема требует более сложного решения, команда приступила к моделированию эволюции двойной системы с переносом массы, чтобы определить конфигурацию, которая может объяснить все данные наблюдений (синий объект до взрыва с относительно низкой массой, лишенный водорода). «Мы протестировали несколько конфигураций и разработали семейство возможных решений», — объясняет Омар Бенвенуто из IALP, Аргентина. «Интересно, что процесс массопереноса определяет наблюдательные свойства взрывающейся звезды, поэтому он позволяет находить подходящие решения, даже если масса звезд варьируется», — добавляет Бенвенуто.
Команда выбрала случай, когда рождаются две звезды, масса которых в 20 и 19 раз превышает массу Солнца. Процесс массопереноса заставляет более крупную звезду сохранять только в четыре раза большую массу Солнца перед взрывом.
Самое главное, что меньшая звезда может захватить часть перенесенной массы, превратившись в очень яркую и горячую звезду.
Существование горячей звезды послужит убедительным доказательством двойной модели, представленной Берстеном и его сотрудниками.
К счастью, такое предсказание можно напрямую проверить, как только сверхновая звезда угаснет, потому что горячий спутник должен стать очевидным. «Мы запросили и получили время наблюдения с помощью HST для поиска звезды-компаньона в 2015 году», — комментирует Гастон Фолателли из IPMU Кавли. «А пока мы должны терпеливо ждать, чтобы увидеть, сможем ли мы впервые идентифицировать прародителя сверхновой, не содержащей водорода», — добавляет Берстен.