Астрономы, анализирующие данные космического телескопа Джеймса Уэбба, подтвердили обнаружение одной из самых далеких сверхновых, когда-либо идентифицированных. Эта сверхновая, получившая название SN 2023aeaf, произошла, когда Вселенной было около двух миллиардов лет.
Свет этого события потребовал приблизительно 11,7 миллиардов лет, чтобы достичь Земли. Данный регистрационный материал позволяет изучить гибель массивной звезды в эпоху, когда галактики еще содержали мало тяжелых элементов. SN 2023aeaf была зафиксирована на изображениях обзора COSMOS-Web и имеет красное смещение 3,195, что помещает взрыв в очень раннюю стадию истории Вселенной.
Сверхновые, вызванные коллапсом ядер массивных звезд, представляют значительный интерес для астрономов по нескольким причинам. Они помогают определять места звездообразования и изменяют окружающий газ во время взрыва, который затем может участвовать в формировании новых звезд. Однако существует существенный пробел в научных знаниях, поскольку большинство детально изученных сверхновых находятся относительно близко. В юной Вселенной концентрация тяжелых элементов была значительно ниже, и неясно, влияло ли это на поведение таких взрывов.
Валерия Апарисио из Института астрономии Гавайского университета и ее команда сравнили эволюцию яркости и цветов SN 2023aeaf с симуляциями различных типов сверхновых. Результаты показали, что это сверхновая Типа II с вероятностью 97,2%. Этот феномен происходит, когда массивная звезда исчерпывает свое ядерное топливо, и железное ядро затем коллапсирует под действием собственной гравитации, вызывая взрыв. Присутствие водорода в спектре является одной из характеристик такого типа события, так как звезда сохраняет свой внешний слой, богатый этим элементом, перед смертью.
Галактика, в которой находилась звезда, также молодая, небольшая и активно формирует звезды, имея относительно низкое содержание тяжелых элементов. Исследователи утверждают, что «хозяин с низкой массой и бедными металлами SN 2023aeaf также соответствует ожиданиям для взрывов массивных звезд в химически молодых галактиках при z ∼ 3».
Поведение сверхновой было воспроизведено в симуляциях с использованием программного обеспечения STELLA. Первоначально объект демонстрировал высокие температуры и особенно голубой вид. Наиболее вероятная гипотеза заключается в том, что ударная волна достигла плотного слоя газа, выброшенного самой звездой незадолго до взрыва. После ослабления этого взаимодействия сверхновая остыла и перешла в типичную фазу плато для событий Типа II.
Модели предполагают, что предшествующая звезда имела массу примерно в 12 раз больше массы Солнца и была окружена около половины солнечной массы обстоятельного материала. Основные данные, подтверждающие этот анализ, включают замечание самих исследователей о том, что ограниченное количество доступных наблюдений снижает точность оценок звезды, породившей взрыв. Тем не менее, SN 2023aeaf присоединяется к небольшой группе сверхновых, обнаруженных за красным смещением 3. Обнаружение большего числа подобных событий может помочь более точно рассчитать частоту этих взрывов и, следовательно, реконструировать эволюцию звездообразования на протяжении космической истории.