Сверхновые звезды и их яркие вспышки

Сверхновые звезды и их яркие вспышки

На самом деле, сверхновые звезды это светила, которые вспыхивает и в это время их яркость резко увеличивается, а затем медленно затухает. Только представьте, их блеск может повышаться от 10 до 20 звёздных величин.

А вот вспышка сверхновой звезды представляет само явление внезапного увеличения и постепенного уменьшения звёздной яркости.

Как выяснилось, такое событие происходит на конечной стадии эволюции некоторых объектов в результате катаклизма. Причем в межзвёздное пространство выделяется огромное количество энергии.

SN 1987A сверхновая типа II-P

Школьная сверхновая

Благодаря все время совершенствующейся профессиональной астрономической технике открытия сверхновых следуют одно за другим почти без остановки. Но кое-что остается и на долю любителей, причем не всегда взрослых. В субботу, 2 ноября, на занятиях кружка «Практическая астрофизика» в центре «На Донской» (это филиал Дворца пионеров на Воробьевых Горах) была открыта сверхновая, получившая международное обозначение 2019tyo. Мы попросили руководителя кружка, сотрудника ГАИШ МГУ Дениса Денисенко рассказать об этом событии. (О другом астрономическом открытии, сделанном школьником под руководством Денисенко, мы писали здесь.)

Телескоп Pan-STARRS, на чьих снимках российские школьники обнаружили неизвестную ранее сверхновую

Институт астрономии Гавайского Университета

В ту субботу мы искали астероиды в рамках международной кампании IASC. Просматривая очередной набор снимков с телескопа Pan-STARRS в созвездии Овна за 25 октября 2019 года, школьники заметили подозрительную звезду рядом с небольшой галактикой.

Было решено проверить, не сверхновая ли это. На архивных снимках с того же телескопа в 2013-2014 году звезды на этом месте не оказалось!

Следующие две минуты прошли в напряженном ожидании. Трудно было поверить, что за неделю, прошедшую с момента наблюдений, ни одна наземная или космическая обсерватория не заметила эту вспышку. Однако оказалось, что объекта с такими координатами нет ни в каких каталогах и базах данных.

Объект было решено обозначить DNTTM-SN2 (вторая сверхновая, открытая в Центре на Донской). Координаты, звездная величина и дата открытия были отправлены на сервер обозначений транзиентов (Transient Name Server), собирающий информацию об открытиях со всего мира под эгидой Международного Астрономического Союза.

Сверхновая получила официальное обозначение 2019tyo. Соавторами открытия стали Антон Дегтярёв, Костя Гавлюковский, Володя Самсонов, Максим Эксюзян и Иван Ларин.

Кстати, первая сверхновая была открыта в Центре на Донской в декабре 2018 года Диего Фернандесом Ортисом и получила обозначение DNTTM-SN1, или 2018jgq.

Как открывают сверхновые

Чтобы стало понятно, чем удивительно новое открытие российских школьников, надо рассказать о том, как вообще астрономы обнаруживают вспышки сверхновых. Это делается сравнением снимков, полученных на одном и том же телескопе в разные даты (или эпохи, как высокопарно говорят астрономы).

Тут возможны варианты. Профессиональные астрономы, открывающие новые объекты сотнями, применяют поисковые алгоритмы, основанные на вычитании опорного кадра и выявлении «лишних» звезд на разности двух снимков.

Астрономы-любители обычно используют метод блинкования: открывают снимки в специализированной программе, совмещают их по звездам и запускают анимацию, чтобы изображения мигали перед глазами с частотой от 1 до нескольких раз в секунду. Термин «блинкование» произошел от английского слова to blink — «мигать».

Собственно, именно этим методом и были открыты сверхновые 2018jgq в Центре на Донской в прошлом декабре и 2019sm в Центре «Гермес» в январе 2019 года. При этом использовались изображения с одного и того же 20-дюймового (51-сантиметрового) телескопа T31 сети iTelescope.Net, установленного на обсерватории Сайдинг Спринг в Австралии.

Сверхновая DNTTM-SN2 была открыта совершенно по-другому. Во-первых, мы работали с данными телескопа Pan-STARRS, имеющего диаметр главного зеркала 1,8 метра и способного видеть гораздо более слабые объекты. Во-вторых, у нас не было старых снимков этого участка неба — только четыре изображения за одну ночь с интервалом в 20 минут.

Такая последовательность кадров оптимальна для поиска движущихся объектов (астероидов и комет), но не годится для обнаружения вспышек сверхновых: они попросту не успевают изменить свой блеск за такое короткое время.

Тем не менее сверхновая была обнаружена! Сработали интуиция членов кружка и опыт педагога. Одна из звезд на снимке находилась точно на краю спиральной галактики — именно там, где обычно вспыхивают сверхновые.

Кто открывает сверхновые

Помимо Pan-STARRS открытием сверхновых занимаются множество наземных телескопов и космическая обсерватория Gaia. При этом количество новых объектов с развитием техники растет. По данным сайта Дэвида Бишопа, в 2016–2018 годах открывали по 7200-7500 сверхновых в год, а в 2019 году по состоянию на 6 ноября открыто уже 12460 новых объектов.

Лидирует в списке первооткрывателей проект ZTF (Zwicky Transient Facility) на легендарном 48-дюймовом телескопе Паломарской обсерватории. На этом телескопе за 10 месяцев открыто около 4300 вспыхивающих объектов, или 35 процентов от общего числа.

Следом за ним идет Pan-STARRS примерно с тремя тысячами открытий (25 процентов), на третьем месте — проект ATLAS (1680 открытий, или 13,5 процента от мировой доли). Космическая обсерватория Gaia открыла около тысячи объектов.

Объекты, открытые на профессиональных обсерваториях, автоматически отправляются на сервер обозначения транзиентов (TNS) на сайте Университета Вейцмана в Израиле. Если зайти на этот сайт, то в последней колонке можно увидеть «имена» отправителей вроде PS1_Bot, Gaia_Bot, ATLAS_Bot.

Поток открытий сейчас таков, что «живые» фамилии встречаются редко. С каждым годом все меньше сверхновых остается на долю любителей астрономии. Тем удивительнее, что российским школьникам удалось открыть уже четвертую сверхновую за год.

Наша сверхновая

Программа Astrometrica, в которой обрабатывались снимки, позволяет не только открывать астероиды и кометы, но и измерять координаты и блеск неподвижных объектов.

Для нашего кандидата в сверхновые они оказались такими: прямое восхождение R.A. = 03 ч 07 м 03 с .825, склонение Decl. = +11°50’54”.78, звездная величина 20,2 m . Проверка показала, что на старых снимках Pan-STARRS этой звезды не было.

Слева — сверхновая DNTTM-SN2 = 2019tyo на снимке 25 октября 2019 года, справа — тот же участок неба на старых снимках