Рентгеновское излучение сверхновой SN 1994I

Астрономическая картинка дня уже сообщала, что орбитальная рентгеновская обсерватория "Чандра" получила в диапазоне 0.3 - 2 кэВ изображения пары взаимодействующих галактик NGC 5194 (в центре) и NGC 5195 (вверху). Эта пара известна под именами M51 и Водоворот. Здесь мы подробнее расскажем об этих результатах на основе статьи [1].

Галактика M51 "Водоворот" в видимом свете. Credit: NOAO/AURA/NSF/T.A.Rector and Monica Ramirez
 

На рентгеновском изображении можно увидеть несколько десятков ярких рентгеновских источников, находящихся в M51, среди которых на увеличенном изображении области около ядра NGC 5194 (см. врезку) видно рентгеновское излучение на месте вспышки сверхновой SN 1994I.

Галактика M51 "Водоворот" в рентгеновском диапазоне обсерватории Чандра. Credit: NASA/CXC/U.Md/A.Wilson et al.
 

Эта сверхновая была открыта астрономами-любителями 2 апреля 1994. Скоро стало ясно, что она относится к довольно редкому типу SN Ic. Сверхновые этого типа предположительно порождаются массивными звездами, которые сбрасывают свои внешние оболочки, состоящие из водорода и гелия, за тысячи лет до взрыва.

Изображение SN 1994I (отмечено стрелкой) в галактике M51 "Водоворот", полученное космическим телескопом "Хаббл" 12 мая 1994 г. Credit: NASA/AURA/STScI/Hubble Herie Team
 
Эти водородные и гелиевые слои оттекают от звезды относительно медленно, со скростью порядка нескольких десятков км/с. Вещество, выброшенное при взрыве, летит в тысячу раз быстрее. Столкновение выброса с окружающими медленными слоями должно приводить к образованию ударных волн, нагревающих газ до десятков миллионов и даже миллиардов градусов Кельвина. Такой горячий газ излучает в основном в рентгеновском диапазоне. Казалось бы, почти все сверхновые, порожденные массивными звездами, т.е. SN II, SN Ib, SN Ic, должны были бы наблюдаться в рентгене. Однако сверхновые взрываются в основном в далеких галактиках, поэтому рентгеновское излучение удалось обнаружить за последние ~25 лет только у небольшого числа (15) сверхновых, причем только типа II (см. обзор и нашу новость).

Значение наблюдений "Чандры" состоит в том, что впервые удалось надежно измерить поток рентгеновского излучения от сверхновой, не относящейся к типу II. Намеки на рентгеновское излучение сверхновых SN 2002ap и SN 1998bw, тоже типа Ic, были, но эти данные имеют низкую достоверность. В 1994 году проводились важные наблюдения SN 1994I на спутнике ROSAT, но угловое разрешение тогда было всего ~5", поэтому тогда нельзя было с уверенностью утверждать, что видна именно сверхновая: в ~18" от нее находится яркое в рентгене ядро M51, а вокруг, как теперь ясно, много других точечных рентгеновских источников.

Наблюдения SN 1994I на "Чандре" дали угловое разрешение в 10 раз лучше, около 0.5". Они проводились 6 июня 2000 г. (на 2271-й день после 31 марта 1994, принимаемого за эпоху взрыва) и 23 июня 2001 г. (2639-й день). Светимость в диапазоне 0.3 - 2 кэВ составляла около 1037 эрг/с и медленно убывала за год между этой парой наблюдений. Так и должно быть, если плотность ведет себя как в случае стационарного звездного ветра предсверхновой (т.е. спадает по закону 1/r2). Надо подчеркнуть, что сейчас излучает не стандартный остаток сверхновой, порожденный ударной волной в межзвездной среде, содержащей примерно 1 атом в одном см3, а в миллионы раз более плотный газ звездного ветра предсверхновой.

Итак, важный результат "Чандры" [1] показал, что общие представления об эволюции массивных предсверхновых с сильной потерей массы в основном верны.

1. S.Immler, A.S.Wilson & Yu.Terashima. Astrophys.J.Lett., v.573, p.L27 (2002 July 1)

С.Блинников