Гиперновые, которые считались самыми мощными взрывами массивных звезд, лишились одного из главных аргументов в свою пользу. Астрономы заново изучили химический состав четырех древних звезд и выяснили, что необычный набор элементов можно объяснить обычными сверхновыми, а в одном случае еще и слиянием нейтронных звезд. Взрыв с энергией примерно в десять раз выше обычной сверхновой для этих объектов больше не нужен.
Следы древних звездных катастроф астрономы ищут в очень старых звездах с низким содержанием тяжелых элементов. Такие светила появились на ранних этапах жизни Вселенной, когда предыдущие поколения звезд еще не успели насытить космос большим количеством углерода, железа и других элементов. Поэтому их химический состав позволяет понять, какие события обогатили газ, из которого они сформировались.
Несколько необычных звезд долго считались сильным свидетельством существования гиперновых. Прежние расчеты исходили из того, что вещество после взрыва хорошо перемешалось, а следующая звезда получила примерно одинаковую долю разных выброшенных элементов. Когда обычная сверхновая не могла воспроизвести наблюдаемое соотношение элементов, лучше подходила гиперновая с энергией порядка 1052 эрг и выше.
Авторы новой работы изменили ключевое допущение. Вещество после взрыва вовсе не обязано превращаться в однородную смесь. Кислород, кремний, железо и другие элементы рождаются в разных слоях звезды и после катастрофы могут разлететься в разных направлениях. Газовое облако, из которого позже появится новое светило, способно получить лишь часть выброшенного вещества.
Исследователи пересчитали состав трех древних звезд с учетом такого неравномерного разлета. Модели обычных сверхновых с энергией около 1051 эрг описали наблюдаемое содержание элементов лучше прежних моделей гиперновых. Все три объекта прежде входили в число звезд, химический состав которых использовали как аргумент в пользу сверхмощных взрывов.
Четвертый объект оказался сложнее. Красный гигант SMSS J200322.54-114203.3 содержит много элементов, которые могут появляться при быстром захвате нейтронов, включая серебро и уран. Раньше такой набор пытались объяснить магниторотационной гиперновой, то есть чрезвычайно мощным взрывом быстро вращающейся звезды с сильным магнитным полем.
Новый расчет показал, что наблюдения лучше описывает комбинация двух более привычных астрофизических событий. Обычная сверхновая могла обогатить газ одними элементами, а слияние нейтронных звезд добавило тяжелые ядра. По оценке авторов, новая модель воспроизводит химический состав заметно точнее варианта с гиперновой.
В пользу сценария со слиянием нейтронных звезд говорит и движение красного гиганта. SMSS J200322.54-114203.3 находится во внешнем гало Млечного Пути и движется по ретроградной орбите, то есть в направлении, противоположном движению большинства звезд галактического диска. Авторы допускают, что светило сформировалось в небольшой галактике, которая позднее вошла в состав Млечного Пути. Медленное звездообразование в таком окружении могло оставить достаточно времени, чтобы нейтронные звезды успели появиться, сблизиться и столкнуться.
Новые расчеты не доказывают, что гиперновых во Вселенной не существует. Они показывают более осторожную вещь: химический состав четырех звезд, которые считались важными свидетельствами древних гиперновых, теперь можно объяснить без сверхмощных взрывов. Авторы предлагают заново проверить и другие необычные малометалличные звезды, поскольку неравномерный разлет вещества после сверхновой способен сильно менять химический след, который получает следующее поколение светил.
