Взрыв учебника сверхновых подарил кислородную оболочку

Половина мегасекунды — это много или мало? Не мучайтесь подсчётами: ответим сразу — это примерно шесть суток. Именно столько времени астрофизики наблюдали масштабные последствия взрыва учебника. Точнее, взрыва сверхновой. Что, как оказалось, одно и то же. Изучали они это не зря: нашлось много кислорода. Будет чем заправить акваланги.

Орбитальная рентгеновская обсерватория Chandra раздобыла свежие и очень подробные снимки G292.0+1.8. Этот объект (будем для удобства именовать его просто G292) издалека выглядит как туманность. На деле же он представляет собой остатки давнего взрыва сверхновой — громадную газовую оболочку (диаметром в 36 световых лет) и находящуюся где-то внутри неё саму мёртвую звезду.

Расположена G292 в нашей Галактике на расстоянии 20 тысяч световых лет.

«Мы приходим к выводу, что всякие остатки сверхновых, как и снежинки, по-своему сложны и прекрасны», — мечтательно рассказывает Сангвук Парк (Sangwook Park), астроном из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University), руководивший исследованием. Чем же прекрасна данная находка?

Детали оболочки на снимках вышли настолько отчётливыми, что учёные смогли узнать много интересных подробностей о сверхновых. И, обрадовавшись этому, прозвали G292 учебником по взрывам массивных звёзд.

Особенный интерес к туманности у астрономов появился после результатов спектрального анализа: оказалось, что оболочка содержит огромное количество кислорода. Раньше было известно всего о паре аналогичных объектов, богатых этим газом, которые «прописаны» в Млечном Пути.

В спектре G292, помимо кислорода, доминируют кремний, сера, магний, и рассредоточены они — в силу упомянутой асимметрии — неравномерно, отдельными «кучками».

С помощью сведений, поступивших от «Чандры», учёные сделали карту распределения различных элементов, находящихся в оболочке. Выяснилось, что взрыв, сбросивший её со звезды и разогнавший её газ до внушительной скорости (порядка тысячи километров в секунду!), был очень несимметричным. В отличие, например, от Кассиопеи A, которая однажды, наоборот, рванула аккуратненько.

 Исследователи полагают, что звезда, породившая J1124−5916 и G292, взорвалась приблизительно так. Сжатие было обусловлено появлением большой массы тяжёлых элементов, возникших в результате термоядерного синтеза. Из-за повышения давления внутри звезды начались новые процессы, из-за которых произошёл взрыв, звезда трансформировалась в пульсар J1124-5916, а скинутая оболочка — в G292 (анимация NASA/CXC/A.Hobart)

Судя по всему, взрыв по форме был несколько кособоким, из-за чего пульсар (в который превратилась звезда, сбросив оболочку) оказался немного отодвинут в сторону относительно центра туманности.

Интересно, что в структуре туманности тоже нашлось кое-что неожиданное. Вообще, строение G292 очень сложное, и самая необычная часть — это газовый пояс, пересекающий оболочку по экватору (если такой термин можно применить к облаку газа).

Снимок G292 в жёстких рентгеновских лучах. Расширение газа в туманности происходит очень быстро, из-за чего он интенсивно испускает «икс-лучи», становясь доступным для рентгеновских наблюдений. Кстати, в таких остатках сверхновых астрономы часто обнаруживают тонкие газовые волокна, излучающие высокоэнергетичный рентген, однако в данном случае ничего такого не обнаружилось. Предположительно, причина в слишком большом возрасте звезды, ибо такие волокна должны существовать преимущественно на ранних стадиях расширения оболочки (фото NASA/CXC/Penn State/S.Park et al.). 

Как отмечает Парк с коллегами в своей статье (она будет опубликована в Astrophysical Journal Letters, а пока доступна в виде препринта), это говорит о том, что перед гибелью звезда интенсивно выбрасывала своё вещество в области экватора (здесь — в истинном смысле этого слова). Почему — непонятно.

Элементный состав G292 внушает некоторую надежду на то, что газовый материал в будущем может «пригодиться» для строительства планет и возникновения на них хоть какой-нибудь жизни. Ведь там есть много достаточно тяжёлых атомов, которые играют важную роль в формировании сложной органики.

На этом снимке продемонстрировано распределение различных химических элементов. Голубым показаны области, где находятся кремний и сера, зелёным — магний, жёлтым и оранжевым — кислород. Эти элементы излучают очень интенсивно, но происходит это при разных температурах. Так что в оболочке имеет место и очевидная термическая асимметрия. На врезке — участок около пульсара (в рентгеновском диапазоне) (фото NASA/CXC/Penn State/S.Park et al.). 

 

В конце концов, имеется и кислород (точнее, дважды ионизированный кислород — O III), вдохновляющий на поиск инопланетян не меньше, чем вода в окрестностях звёзд и в атмосферах экзопланет.

Вот только сомнительно, что пульсар внутри G292 (звать его J1124-5916; открыт в октябре 2001-го) сможет как-то поспособствовать появлению живой материи. Ведь он представляет собой бешено вращающуюся нейтронную звезду, совершающую один оборот за 135 миллисекунд и мощно излучающую в радиодиапазоне.

 Так выглядит обследованный кусочек неба в обычном, оптическом диапазоне. Ничего особенного не видать, но всё равно красиво (фото Pal.Obs. DSS).

Может развиваться жизнь в таких условиях или нет? Ну, в принципе? Пока астрофизики не могут однозначно ответить на этот вопрос. Но над ним уже вполне могут поразмыслить любители астробиологии.