Загадка красного сверхгиганта: новое открытие телескопа Джеймса Уэбба

Ученые, возглавляемые Northwestern University, получили самый детализированный взгляд на звезду, которая вскоре взорвется. С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) международная команда смогла идентифицировать звезду-прототип сверхновой на среднеинфракрасных длинах волн впервые. Эти наблюдения, дополняя архивные изображения из телескопа Хаббл, показали, что взрыв произошел от массивной красной сверхгигантской звезды, скрытой под неожиданным слоем пыли.

Это открытие может помочь разрешить многолетнюю загадку: почему массивные красные сверхгиганты редко взрываются. Теоретические модели предсказывают, что красные сверхгиганты должны составлять основную массу сверхновых с коллапсом ядра. Новое исследование показывает, что эти звезды действительно взрываются, но просто остаются незаметными, затянутыми в толстые облака пыли. Благодаря новым возможностям JWST астрономы наконец могут пробиться сквозь пыль, чтобы увидеть эти явления, тем самым сокращая разрыв между теорией и наблюдением.

«В течение многих десятилетий мы пытались точно определить, как выглядят взрывы красных сверхгигантов», — говорит Чарли Килпатрик из Northwestern, возглавивший исследование. «Теперь, благодаря JWST, у нас наконец есть данные и инфракрасные наблюдения, которые позволяют нам точно сказать, какой именно красный сверхгигант взорвался и каково было его непосредственное окружение. Мы ждали, чтобы увидеть взрыв сверхновой в галактике, которую уже наблюдал JWST. Мы объединили данные из Хаббла и JWST, чтобы впервые полностью охарактеризовать эту звезду».

Но самые обсуждаемые детали еще впереди.

Астрономы обнаружили сверхновую, получившую имя SN2025pht, 29 июня 2025 года. Ее свет прошел от соседней галактики NGC 1637, находящейся в 40 миллионах световых лет от Земли. Сравнив изображения Хаббла и JWST до и после взрыва звезды, Килпатрик и его коллеги идентифицировали звезду-прототип SN2025pht. Она была необычной — очень яркой и невероятно красной. Хотя звезда светила примерно в 100,000 раз ярче нашего Солнца, окружающая пыль скрывала большую часть этого света.

«Это самый красный и пыльный красный сверхгигант, который мы видели, взрывающийся как сверхновая», — говорит Ашвин Суреш, аспирант Физического и астрономического факультета Northwestern.

Скрытые улики под слоем пыли

Этот обильный слой пыли может объяснить, почему астрономы испытывали трудности с поиском прототипов красных сверхгигантов. Большинство массивных звезд, взрывающихся как сверхновые, являются ярчайшими и самыми светящимися объектами на небе. Теоретически их должно быть легко обнаружить до взрыва, но это не всегда так.

Астрономы предполагают, что наиболее массивные стареющие звезды также могут быть и самыми пыльными. Эти толстые слои пыли могут настолько затемнять свет звезд, что они становятся полностью недоступными для наблюдения. Новые наблюдения JWST подтверждают эту гипотезу.

«Я защищал такое толкование, но даже я не ожидал увидеть такой экстремальный пример, как SN2025pht», — добавил Килпатрик. «Это объясняет, почему эти более массивные сверхгиганты отсутствуют, поскольку они, как правило, более пыльные».

Теперь команда ищет аналогичные красные сверхгиганты, которые могут взорваться как сверхновые в будущем. Наблюдения с помощью предстоящего телескопа Нэнси Грейс Роман также могут помочь в этом поиске.

«С запуском JWST и предстоящим запуском Романа это захватывающее время для изучения массивных звезд и прототипов сверхновых», — заключил Килпатрик. «Качество данных и новые открытия превзойдут все, что мы наблюдали за последние 30 лет».