При помощи космического телескопа Hubble астрономам удалось доказать теорию, согласно которой редкий тип гигантской предсверхновой гелиевой звезды создается в результате слияния двух белых карликов.

Как сообщает New Scientist со ссылкой на Astrophysical Journal, на сегодняшний день ученым удалось определить местонахождение 21 звезды-прародителя сверхновых типа Ib – так называемой предсверхновой гелиевой звезды (extreme helium stars) в галактике.

Излучающие в необычном диапазоне спектра звезды намного больше и горячее, чем Солнце, хотя их масса и сравнима с солнечной. Свое название они получили за обилие гелия на поверхности и из-за специфического недостатка водорода.

Существует две главные теории происхождения предсверхновых гелиевых гигантов. Первая представляет собой модель продублированной финальной вспышки и предполагает, что внешний слой гелия у охлаждающегося белого карлика участвует в термоядерных реакциях, за счет чего происходит дополнительная тепловая пульсация. Она раздувает карлик до гигантских размеров, а гелиевая сверхновая образуется впоследствии, когда гигант сжимается.

По альтернативной версии, известной как теория двойного вырождения, все начинается с двойной системы звезд, включающей богатого гелием белого карлика и его более увесистого собрата, насыщенного углеродом и кислородом. Карлики двигаются миллиарды лет вокруг общего центра масс. В итоге они слишком сближаются.

Меньшая звезда быстро «ломается», сплющиваясь до состояния диска, и больший карлик начинает поглощать ее, становясь супергигантом и обогащаясь поверхностным гелием.

В 2002 году Хидеюки Сэйо из японского университета Тохоку и Саймон Джеффри из обсерватории Armagh в Северной Ирландии уже показали, как работает теория двойного вырождения, если ее совместить с детальной вычислительной моделью. Теперь Джеффри с коллегами-астрономами из индийского Института астрофизики и университета Техаса опубликовали исследование, в котором прикидывают приблизительный химический состав 17 сверхновых гелиевых звезд. Расчеты стали возможными благодаря использованию изобразительного спектрографа (Imaging Spectrograph), входящего в комплекс аппаратуры космического телескопа Hubble, а также дополнительных оптических измерений, полученных с помощью 2,7-метрового телескопа Харлана Смита в обсерватории Макдональда в Техасе и 2,3-метрового телескопа Vainu Bappu в Индии.

В целом заново удалось изучить в ультрафиолетовом излучении и обмерить семь звезд. По мнению Джеффри, проясненный на основе исследования и дополненный новыми элементами химический состав больше соответствует теории двойного вырождения.

Астрономы вычленили на поверхности звезд восемнадцать элементов, в том числе тяжелые металлы итрий и цирконий, которые обычно не встречаются в большом количестве на звездной поверхности. Вычисление количественного состава показало, что на поверхности предсверхновых гелиевых оба металла представлены примерно в равных количествах.

Только один элемент пока не вписывается в общую картину — кислород.

Астрономы ожидали, что большая часть кислорода распадется и превратится в азот во время фазы водородного горения звезды. Однако в восьми случаях из десяти уровень кислорода оставался неизменным. «Боюсь, что нам пока не под силу в этом разобраться», — честно признался Джеффери. И прибавил, что, когда речь идет о звезде, разрывающейся на клочки в течение каких-то 3-4 минут, наука может только гадать, что же происходит на самом деле.