Сверхновые звезды — одно из самых грандиозных катастрофических событий во Вселенной. И редких. Подсчитано, что в крупных галактиках, таких, как Млечный Путь, сверхновые вспыхивают в среднем раз в 50-100 лет. Однако последнее задокументированное наблюдение сверхновой звезды в нашей Галактике датируется далеким 1604 годом. С той поры сверхновые звезды наблюдались только в других галактиках. До 50-х гг. XX века ежегодно обнаруживались лишь несколько вспышек, до 90-х гг. — десятки, наконец, в последние 15-20 лет с помощью чувствительных ПЗС-матриц открывают сотни очень далеких и потому тусклых сверхновых в год.

Вспышка сверхновой в близкой галактике — событие большой важности, так как относительно высокий блеск такой звезды позволяет всесторонне изучать ее с помощью самых разных приборов и инструментов. Последняя яркая сверхновая наблюдалась в 2011 году в галактике М101. Мы писали о ней здесь. Тогда яркость звезды превысила 10m.

И вот — новая вспышка в близкой галактике! На этот раз в галактике М82, так называемой Взрывающейся галактике (М82). Звезда, получившая номер SN2014J, была открыта 22 января 2014 года студентами Лондонского университета. На сегодняшний день ее блеск уже достиг 10,9m, что позволяет увидеть ее в телескоп или бинокль с объективом 80-мм и выше. Ожидается, что в ближайшие дни ее блеск продолжит расти.

сверхновая SN2014J в галактике М82

Два снимка галактики М82 — до и во время вспышки сверхновой SN2014J. Источник: Ernesto Guido, Nick Howes & Martino Nicolini

Галактика М82 хорошо известна любителям астрономии и вот уже на протяжении полувека вызывает большой интерес у профессионалов. Это одна из ближайших галактик, находящихся за пределами Местной группы, — расстояние до М82 оценивается в 12 миллионов световых лет. Вместе с галактикой М81 она образуют яркую и, вероятно, самую известную пару взаимодействующих галактик, которая хорошо видна даже в бинокль.

М82 имеет несколько неофициальных названий. Благодаря своей вытянутой форме она известна также как галактика Сигара. В 1970-е гг. к М82 прикрепилось другое название — Взрывающаяся галактика, так как фотоснимки и спектральные исследования того времени наводили астрономов на мысль, что в центре М82 несколько сот миллионов лет назад произошел мощный взрыв.

галактика М82 в созвездии Большой Медведицы

Подробное изображение Взрывающейся галактики М82, полученное на телескопе «Хаббл». Фото: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Последние, более точные наблюдения показали, что необычная скорость разбегания вещества из центра М82 обусловлена не взрывом, но очень высоким темпом звездообразования в галактике. Газ из М82 выдувается излучением и звездным ветром тысяч недавно родившихся (по космическим меркам) горячих и массивных звезд.

Логично предположить, что сверхновая SN2014J представляет собой одну из этих массивных, а потому короткоживущих, звезд, которая уже закончила свой эволюционный путь. Финальный аккорд, точка в эволюции подобных звезд — сверхновые II типа. Однако кривая блеска SN2014J показывает, что звезда принадлежит к сверхновым типа I (точнее, Ia). Это значит, что взорвалась не гигантская звезда, а белый карлик — звезда размером с Землю и массой порядка массы Солнца.

сверхновая в галактике М 82

Сверхновая SN2014J в галактике М82. Звезда вспыхнула в плоскости спиральной галактики, относительно недалеко от ее центра. Изображение получено на 0,6-метровом телескопе ROTAT. Составлено путем сложения 15 снимков в фильтрах LRGBHalpha (3х300 секунд для каждого фильтра). Суммарная экспозиция 75 мин. Фото: Jost Jahn

Как известно, белые карлики сами по себе являются конечным продуктом эволюции звезд, но уже маломассивных, с массой от нескольких масс Солнца и меньше. (Наше Солнце в далеком будущем также превратится в белый карлик.) А это значит, что с ними, по идее, ничего интересного больше происходить не может. Вся их эволюция сводится к медленному остыванию за счет излучения. Каким же образом белый карлик может породить сверхновую?

Сегодня механизм вспышек сверхновых типа Ia описывается следующим образом. Предположим у нас есть сверхплотный белый карлик, чья масса лишь едва не дотягивает до предела Чандрасекара (1,44 массы Солнца; более массивные белые карлики не могут существовать, так как схлопываются в нейтронные звезды). Такой белый карлик очень компактен и обладает сильным гравитационным полем. Предположим также, что у него есть спутник — обычная звезда, которая, однако, располагается так близко к белому карлику, что тот начинает перетягивать вещество спутника на себя. Масса белого карлика повышается, а вместе с ней и температура. По достижении предела Чандрасекара температура внутри белого карлика достигает фантастического значения — 300 миллионов градусов! При такой температуре начинается термоядерный синтез в углеродно-кислородном ядре звезды. Другими словами, происходит термоядерный взрыв колоссальной мощности.

В течение нескольких последующих недель сверхновая I типа излучает в миллиарды раз больше света, чем Солнца. Блеск звезды становится сравнимым с блеском целой галактики.

Любопытно, что на момент открытия сверхновая имела 13 зв. величину, то есть была уже довольно яркой (сейчас даже любители открывают сверхновые с блеском 17m и даже 19m). Неужели никто не увидел SN2014J раньше? Тем более, что М82 — яркая галактика и на нее, скажем так, часто смотрят. Оказывается, еще за три дня до официального сообщения о существовании сверхновой в M82 её случайно заснял астроном-любитель — и даже показал в эфире воскресного астрономического видеоподкаста. Однако ни он сам, ни зрители подкаста не увидели на снимках ничего странного!

Этот пример показывает, что даже любители с самыми скромными инструментами теоретически могут стать авторами настоящего астрономического открытия.

Как увидеть сверхновую SN2014J

Обладатели биноклей и телескопов с объективом 80 мм и выше уже сейчас могут увидеть сверхновую собственными глазами. Ожидается, что в ближайшие дни блеск поднимется до 9m и даже выше, если только не помешает поглощение света пылью в галактике М82.

Зарисовка галактики М82 и вспыхнувшей в ней сверхновой на 380-мм телескопе. Увеличение 142×. По сравнению с предыдущим фото, рисунок дает нам перевернутое изображение галактики. Рисунок: Bob King

В момент максимума SN2014J можно будет увидеть даже в 50-мм бинокль или подзорную трубу.

Галактика М82 (блеск 8,4m) находится в созвездии Большой Медведицы, правее ее ковша. Думается, не нужно объяснять, как найти на небе Большой Ковш. Вечером, через час после захода Солнца, он находится на севере низко над горизонтом. Около полуночи — на северо-востоке; в это время Ковш находится в вертикальном положении, а его ручка смотрит вниз. Ночью Ковш находится почти в зените, а перед рассветом его можно увидеть на западе.

Галактики М81 и М82 находятся справа от крайних звезд ковша Дубге и Мерака. Чтобы найти их в бинокль или телескоп, воспользуйтесь рисунком ниже.

как найти на небе галактику М82

Чтобы найти галактики М81 и М82, проследите взглядом от звезды Дубге к звезде 23 Большой Медведицы, которая хорошо видна невооруженным глазом. Затем найдите треугольник из звезд ро, сигма¹ и сигма² Большой Медведицы, от которого перейдите к двум звездам, формирующим линию. Галактики находятся непосредственно под этими двумя звездами. Рисунок: Stellarium/Bob King

Темной прозрачной ночью галактики выглядят как два вытянутых туманных пятнышка, находясь в одном поле зрения бинокля или телескопа, если на нем стоит окуляр с малым увеличением. Как хорошо видно на снимках выше, сверхновая SN2014J находится в плоскости М82.

На этом рисунке галактики М81 и М82 находятся в левом нижнем углу, под «линией», образованной звездами HIP47594 и d Большой Медведицы. Яркая звезда справа — h Большой Медведицы или 23 Большой Медведицы. Ковш находится ниже этой звезды. Рисунок: Stellarium