«Уэбб» идентифицировал самую раннюю из известных сверхновых

Космический телескоп Джеймса Уэбба определил источник чрезвычайно яркой вспышки света, известной как гамма-всплеск: это была сверхновая, взорвавшаяся, когда Вселенной было всего 730 миллионов лет.

Об открытии сообщают в NASA, передают OstanniPodii.com.

Этим наблюдением Уэбб также побил собственный рекорд: предыдущая сверхновая, возглавлявшая рейтинг, взорвалась, когда Вселенной было 1,8 миллиарда лет.

«Только Уэбб мог непосредственно показать, что этот свет исходит от сверхновой — массивной коллапсирующей звезды», — сказал Эндрю Леван, ведущий автор одной из двух новых статей в журнале Astronomy and Astrophysics Letters и профессор Радбоудского университета в Неймегене в Нидерландах и Университета Варвика в Великобритании.

«Это наблюдение также демонстрирует, что мы можем использовать Уэбб для поиска отдельных звезд, когда Вселенной было всего 5% от ее нынешнего возраста», - добавил он.

Хотя гамма-всплеск при коллапсе массивной звезды обычно длится от нескольких секунд до нескольких минут, сверхновая ярчеет в течение нескольких недель, а затем медленно тускнеет. В отличие от этого, эта сверхновая ярчела в течение месяцев. Поскольку она взорвалась так рано в истории Вселенной, ее свет растянулся по мере расширения космоса в течение миллиардов лет. С растяжением света растягивается и время, необходимое для развертывания событий. Наблюдения Уэбба были намеренно проведены через три с половиной месяца после окончания гамма-всплеска, поскольку ожидалось, что в это время сверхновая будет самой яркой.

«Уэбб обеспечил быстрое и чувствительное наблюдение, которое нам было нужно», — сказал Бенджамин Шнайдер, соавтор и постдокторский исследователь в Лаборатории астрофизики Марселя во Франции.

Гамма-всплески чрезвычайно редки. Те, которые длятся несколько секунд, могут быть вызваны столкновением двух нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры. Более длительные всплески, как этот, который длился около 10 секунд, часто связаны с взрывной гибелью массивных звезд.

Немедленное, оперативное исследование источника

Первое сообщение прозвучало 14 марта. Новость о гамма-всплеске из очень удаленного источника поступила от миссии SVOM (Космический многополосный астрономический монитор переменных объектов), Франко-Китайского телескопа, запущенного в 2024 году и предназначенного для обнаружения быстротечных событий.

В течение полутора часов обсерватория NASA Нейла Геррелса Свифта точно определила местоположение источника рентгеновского излучения на небе. Это позволило провести дальнейшие наблюдения, которые помогли определить расстояние для Уэбба.

Одиннадцать часов спустя был задействован Северный оптический телескоп на Канарских островах, который обнаружил послесвечение гамма-всплеска в инфракрасном свете, что указывало на то, что гамма-излучение может быть связано с очень удаленным объектом.

Через четыре часа Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили оценил, что объект существовал через 730 миллионов лет после Большого взрыва.

«За последние 50 лет было обнаружено лишь несколько гамма-всплесков, произошедших в первый миллиард лет существования Вселенной, — говорит Леван. — Это событие является очень редким и очень интересным».

На этой иллюстрации изображена сверхновая GRB 250314A во время взрыва (слева) и через три месяца после него (справа), когда ее наблюдал телескоп Уэбба. Звездные скопления вверху слева представляют ее галактику. Artwork: NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak (STScI)

Удивительное сходство с расположенными поблизости от нас сверхновыми

Поскольку это самая древняя и самая удаленная сверхновая, обнаруженная на сегодняшний день, исследователи сравнили ее с тем, что им хорошо известно — современными сверхновыми, расположенными поблизости от нас. Оказалось, что они очень похожи, что удивило ученых.

Почему? О первом миллиарде лет существования Вселенной до сих пор известно очень мало. Ранние звезды, вероятно, содержали меньше тяжелых элементов, были более массивными и имели более короткий жизненный цикл. Они также существовали в эпоху реионизации, когда газ между галактиками был в основном непрозрачным для высокоэнергетического света.

«Мы подошли к этому с открытым умом», — сказал Ниал Танвир, соавтор и профессор Лестерского университета в Великобритании. «И вот, Уэбб показал, что эта сверхновая выглядит точно так же, как современные сверхновые». Прежде чем исследователи смогут определить, почему такая ранняя сверхновая похожа на приближенные сверхновые, нужно больше данных, чтобы выявить мельчайшие различия.

Первый взгляд на галактику, в которой находится сверхновая

«Наблюдения Уэбба указывают на то, что эта удаленная галактика похожа на другие галактики, существовавшие в то же время», — сказал Эмерик Ле Флок, соавтор и астроном из центра CEA Paris-Saclay (Комиссариат по атомной энергии и альтернативным источникам энергии в Париж-Сакле) во Франции. Поскольку свет галактики смешан в нескольких пикселях, что делает галактику похожей на покрасневшее пятно, то, что мы можем о ней узнать, все еще ограничено. Сам факт ее наблюдения является прорывом.

Исследователи уже составили планы по повторному привлечению телескопа Уэбба к международной программе по изучению гамма-всплесков, излучаемых объектами в ранней Вселенной. Команда получила разрешение на наблюдение за событиями с помощью телескопа Уэбба и теперь имеет новую цель: узнать больше о галактиках в далекой Вселенной, фиксируя послесвечение самих гамма-всплесков. «Это свечение поможет Уэббу видеть больше и даст нам «отпечаток» галактики», — сказал Леван.

Уэбб

Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая космическая научная обсерватория в мире. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, смотрит за пределы дальних миров вокруг других звезд и исследует таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной и нашего места в ней. Уэбб — это международная программа, возглавляемая NASA вместе со своими партнерами, ESA (Европейским космическим агентством) и CSA (Канадским космическим агентством).