Новое исследование представляет первые инфракрасные изображения остатков сверхновых (SNR) в галактике Треугольник (M33). Эта работа была проведена группой астрономов под руководством доктора Сумита К. Сарбадхикари из Университета штата Огайо с использованием космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST).

Остатки сверхновых представляют собой облака газа и пыли, которые остаются после взрыва сверхновой. Они могут предоставить ценную информацию о физике взрывов сверхновых, образовании пыли и взаимодействии с окружающей средой.

До сих пор исследования остатков сверхновых в инфракрасном диапазоне были ограничены нашей галактикой и её спутниками, Магеллановыми Облаками, из-за ограничений предыдущих ИК-обсерваторий. Однако космический JWST обеспечивает более высокое угловое разрешение и чувствительность, позволяя проводить более глубокие и получать чёткие изображения SNR в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне длин волн.

Наблюдения JWST за 80 объектами (обведены зелёным), которые изменили яркость с течением времени, большинство из которых являются сверхновыми. Источник: NASA / ESA / CSA / STScI / JADES Collaboration

Группа Сарбадхикари использовала архивные наблюдения JWST галактики Треугольник в четырёх полях JWST, чтобы получить изображения 43 объектов SNR. Они также рассмотрели объёмы многоволновых данных, которые предыдущие миссии получили об этой галактике. Это включает в себя изображения звёзд, полученные «Хабблом», и наблюдения за холодным нейтральным газом, проведённые Атакамским большим миллиметрово-субмиллиметровым массивом (ALMA) и Очень большим массивом (VLA).

Результаты исследования показывают, что от 14% до 43% остатков сверхновых в M33 демонстрируют видимое инфракрасное излучение. Самые яркие инфракрасные SNR в выборке также являются одними из самых маленьких в M33 и самыми яркими на других длинах волн, особенно рентгеновских, радио- и оптических. Это означает, что ударные волны в этих SNR всё ещё движутся относительно быстро и воздействуют на высокоплотный материал в окружающей среде, что приводит к тому, что значительная часть ударной энергии излучается в инфракрасные линии и пыль, которые освещают излучение, видимое на широкополосных изображениях.

Исследование также обнаружило излучение молекулярного водорода в двух из трёх остатков сверхновых. Это первый случай, когда такое излучение было обнаружено для внегалактического источника. Молекулярный водород является самой распространённой молекулой в межзвёздном газе, но из-за симметрии молекулы он не может производить видимое излучение при типичных низких температурах межзвёздного газа.

Крабовидная туманность, остаток сверхновой, наблюдаемый JWST. Источник: NASA/ESA/JWST

Я очень рад возможности изучать популяцию остатков сверхновых, воздействующих на плотный газ, с помощью JWST, поскольку физика того, как ударные волны воздействуют на плотный газ и регулируют звездообразование в галактиках, является одной из основных тем в астрономии. Инфракрасные длины волн содержат кладезь ионных и молекулярных линий, которые возбуждаются в тёплых газовых облаках высокой плотности ударными волнами, поэтому эти наблюдения могут быть действительно полезными. Мы знаем, что другие галактики местной группы, такие как Андромеда (M31) и Треугольник (M33), имеют несколько сотен остатков сверхновых, так что есть огромный потенциал для построения статистики.

Доктор Сарбадхикари

Результаты этого исследования демонстрируют потенциал JWST для изучения популяций остатков сверхновых в галактиках за пределами Магеллановых Облаков. Это открывает новые возможности для понимания физики взрывов сверхновых и их взаимодействия с окружающей средой. Исследование было представлено на сервере препринтов arXiv и находится на рассмотрении для публикации в The Astrophysical Journal.

Подробнее на iXBT