Телескоп Fermi впервые запечатлел рождение магнетара внутри гиперновой22.05.2026 17:45

Международная группа астрономов, изучающая данные космического гамма-телескопа Fermi, объявила об обнаружении редкой и необычайно яркой сверхновой звезды. Исследователи пришли к выводу, что колоссальную энергетическую подпитку этот взрыв получил от магнетара, образовавшегося в момент гравитационного коллапса светила. Почти два десятилетия учёные безуспешно искали в архивах миссии Fermi чёткие следы гамма-излучения от тысяч подобных катастроф, однако подтвердить гипотезу удалось только сейчас.

Объектом исследования стала звезда SN 2017egm, вспыхнувшая в галактике NGC 3191 на расстоянии около 440 миллионов световых лет от Земли в созвездии Большой Медведицы. Несмотря на колоссальную дистанцию, эта вспышка является одной из самых близких к нам среди событий своего класса. Она относится к категории гиперновых (superluminous supernovae). За последние 20 лет астрономы выявили около 400 подобных аномалий, каждая из которых выделяет в видимом диапазоне минимум в 10 раз больше излучения, чем обычная умирающая массивная звезда. Первые намёки на то, что телескоп Fermi зафиксировал жёсткое гамма-излучение от SN 2017egm, были изложены в 2024 году в работе Ли Шана из Аньхойского университета в Китае.

Чтобы проверить эти догадки, команда под руководством Фабио Ачеро из Французского национального центра научных исследований (CNRS) и Университета Париж-Сакле провела глубокий анализ архивных данных за первые 16 лет работы зонда Fermi, изучив 6 ближайших к Земле гиперновых. Как пояснил соавтор работы Гильем Марти-Девеса из Института космических исследований в Барселоне, явные признаки гамма-активности обнаружились исключительно у SN 2017egm. Это доказало, что на определённых этапах эволюции сверхновые способны излучать в гамма-диапазоне столь же интенсивно, сколько и в видимом спектре.

Теоретики долго спорили о том, какой именно «двигатель» обеспечивает этим взрывам экстремальную яркость. Главным кандидатом считался магнетар — нейтронная звезда со сверхсильным магнитным полем, превосходящим по мощности поля обычных нейтронных звёзд в 1000 раз, а обычный бытовой магнит — в 10 триллионов раз.

Математическая модель, разработанная соавторами работы Индреком Вурмом из Тартуского университета в Эстонии и Брайаном Метцгером из Колумбийского университета в Нью-Йорке, подробно описала этот процесс. Новорождённый магнетар вращается со скоростью несколько сотен оборотов в секунду, порождая мощный поток электронов и их антиподов — позитронов. Этот поток формирует туманность магнетарного ветра, внутри которой частицы аннигилируют, генерируя высокоэнергетические гамма-кванты. На начальном этапе гамма-лучи не могут пробиться сквозь плотную расширяющуюся оболочку из взорвавшегося звёздного вещества: они многократно переизлучаются, теряют энергию и трансформируются в видимый свет, что и объясняет аномальную оптическую яркость гиперновой.

Примерно через 3 месяца после коллапса, когда внешнее облако обломков остывает и расширяется, гамма-лучи начинают вырываться в открытый космос, где их и запечатлел Fermi. По словам Фабио Ачеро, магнетарная модель идеально объясняет пиковую светимость и время фиксации первых гамма-квантов, однако на более поздних стадиях, когда видимый свет начинает затухать неравномерно, в дело вступают другие физические процессы. Вероятно, свой вклад вносит падение части обломков обратно на поверхность магнетара, а также столкновение ударной волны с веществом, которое звезда сбрасывала в окружающее пространство за века до своей гибели. В будущем исследовать подобные феномены поможет строящаяся наземная система массива черенковских телескопов. Расчёты показывают, что ей потребуется около 50 часов наблюдений, чтобы гарантированно засечь аналогичную сверхновую на расстоянии до 500 миллионов световых лет.

©  iXBT