Эта звезда-прародитель сверхновой скрывалась за плотной завесой углеродной пыли.

Взрывы сверхновых трудно не заметить. Когда они взрываются, они могут затмевать все звезды в своих галактиках на протяжении нескольких месяцев. Но для понимания физики этих мощных явлений необходимо изучать их прародителей до взрыва.

Поскольку в виде сверхновых взрываются только огромные звезды, их должно быть легко найти.

Но природа не интересуется трудностями, стоящими перед человечеством. Давней проблемой на пути к пониманию сверхновых типа II является поиск красных сверхгигантов, являющихся их прародителями. Мы знаем, что они существуют в большом количестве, но по какой-то причине нам трудно их найти. Теперь новое исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, может дать ответ на проблему недостающих красных сверхгигантов.

Статья называется «Сверхновая типа II SN 2025pht в NGC 1637: красный сверхгигант с богатой углеродом околозвездной пылью как первое обнаружение звезды-прародителя сверхновой телескопом JWST». Исследование основано на сверхновой, взорвавшейся в соседней галактике, и нескольких случайно полученных телескопом JWST снимках звезды до взрыва.

29 июня 2025 года автоматизированный обзор всего неба для наблюдения за сверхновыми (ASAS-SN) обнаружил сверхновую в NGC 1637, спиральной галактике, расположенной примерно в 30 миллионах световых лет от нас. Астрономы были оповещены, и были проведены последующие наблюдения. В этой работе авторы наблюдали место взрыва 31 июля с помощью телескопа Хаббл WFC3/UVIS. Другие телескопы по всему миру также наблюдали место взрыва.

Однако Килпатрик и его коллеги выбрали другой подход. Они решили изучить архивные изображения галактики, полученные с помощью телескопа JWST, чтобы посмотреть, виден ли на них прародитель. Они обнаружили красный сверхгигант (РСГ) точно в том же месте, что и SN 2025pht, на изображениях MIRI и NIRCam 2024 года.

«Мы ждали этого события — взрыва сверхновой в галактике, которую уже наблюдал телескоп Уэбб. Мы объединили данные телескопов Хаббл и Уэбб, чтобы впервые полностью охарактеризовать эту звезду», — заявляют исследователи.

Ключевой момент наблюдений заключается в том, что звезда оказалась гораздо краснее, чем ожидалось, несмотря на то, что это красный сверхгигант. Это говорит о том, что она окружена пылью, и это может объяснить проблему отсутствия красного сверхгиганта.

«Это самый красный и самый пыльный красный сверхгигант, который мы когда-либо видели взорвавшимся как сверхновая», — сказал соавтор исследования Асвин Суреш, аспирант Северо-Западного университета.

Виновником является богатая углеродом пыль. Точнее, это графит, кристаллическая форма углерода. Похоже, что RSG окружен именно им. Но это удивительно, поскольку RSG обычно производят силикатную пыль.

«Предполагаемый состав пыли, богатой углеродом, необычен для массивных красных сверхгигантов, которые, как правило, богаты кислородом и производят силикаты в своей околозвездной среде», — пишут исследователи. «Если бы у SN 2025pht была богатая углеродом околозвездная среда, это могло бы означать, что поверхностное содержание некоторых эволюционировавших красных сверхгигантов, сжигающих углерод, и более поздних звезд значительно повышено за счет конвекции».

На данном этапе своей эволюции красные сверхгиганты, как ожидается, богаты кислородом, и кислород преобладает на их поверхности. Они имеют сложные слои различных элементов, а процессы ядерного горения создали избыток кислорода на поверхности по сравнению с углеродом. Возможно, что глубокая конвективная активность подняла углерод и принесла его на их поверхность. Если это конвекция, то это открытие может наложить некоторые ограничения на то, как работает конвекция в этих массивных звездах. Конвекция на поздних стадиях звездной эволюции плохо изучена, поэтому это открытие может быть полезным.

Открытие скрытой пылью красной сверхгигантской звезды также может объяснить, почему астрономам трудно обнаружить прародителей сверхновых типа II. Эти плотные пылевые завесы защищают звезды от нашего внимательного взгляда.

Ранее уже высказывались гипотезы о существовании этих пыльных завес, и теперь, благодаря телескопам JWST, NIRCam и MIRI, появились прямые доказательства их существования.

«Наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне имели решающее значение для определения типа пыли, которую мы наблюдали», — сказал Суреш.

Имея на руках данные этих наблюдений, исследователи собираются искать больше подобных скрытых под слоем углерода радиогалактик.

«SN 2025pht знаменует собой начало анализа звезд-предшественников сверхновых, проводимого с помощью телескопа JWST», — пишут авторы. Эти результаты показывают, как точная фотометрия и широкий диапазон длин волн, обеспечиваемые телескопом JWST и его мощными инструментами, могут повлиять на наше понимание красных сверхгигантов, накладывая некоторые ограничения на их физику.

«Отвечая на давние вопросы о терминальных состояниях массивных звезд, мы теперь можем лучше преодолеть разрыв между прямым изображением систем-предшественников сверхновых и косвенными ограничениями, полученными на основе их предвзрывных вспышек, ранних кривых блеска и спектроскопии вспышек», — заключают авторы.

_________________________________

Источник информации журнал: The Astrophysical Journal Letters

Фото 1: Основное изображение сверхновой в NGC 1637, полученное с помощью телескопов Хаббл и JWST. Остальные три панели — это увеличенные фрагменты, показывающие детальное изображение красной сверхгигантской звезды до и после взрыва. Фото: NASA/ESA/CSA/STScI

Фото 2: Это изображение NGC 1637 создано из отфильтрованных изображений, полученных с помощью космического телескопа Хаббл и телескопа JWST. Эта пара представляет собой мощный дуэт, и их объединенные изображения внесли огромный вклад в астрономию. Фото: NASA/ESA/CSA/STScI