Космос. Прошлое, настоящее, будущее

Сверхновыми называют звезды, блеск которых при вспышке в течение нескольких суток увеличивается на десятки звездных величин (т. е. в миллионы и даже миллиарды раз), а затем постепенно спадает в течение нескольких месяцев или лет. Первоначально все звезды, блеск которых внезапно увеличивался в сотни и более раз, называли «новыми» (nova), поскольку они появлялись в тех точках на небе, где ранее не было заметно звезд. Но когда была установлена внегалактическая природа некоторых туманностей, названных позже галактиками, стало ясно, что вспыхивающие в них звезды значительно превосходят обычные новые. Для них астрономы Фриц Цвикки (1898–1974) и Вальтер Бааде (1893–1960) предложили название «сверхновые звезды» (supernova). Обычно к сверхновым относят вспышки с мощностью оптического излучения более 10³⁴ Вт. Максимальная оптическая светимость, которой сверхновая достигает в ходе вспышки, лежит в интервале от -13^m до -22^m абсолютной звездной величины, т. е. от 10 млн до 30 млрд светимостей Солнца. Существует определенный класс сверхновых (тип Ia), имеющих в максимуме блеска почти одинаковую абсолютную звездную величину, равную -19,4^m ± 0,4^m, что позволяет использовать каждую такую вспышку как «стандартную свечу» для определения расстояния до тех галактик, где наблюдались такие вспышки.

Наиболее известные сверхновые называют по именам описавших их вспышку астрономов (сверхновая Тихо, сверхновая Кеплера), по названиям созвездий, в которых они вспыхивали (сверхновая Орла, сверхновая Кассиопеи), или по году вспышки (сверхновая 1054 года). Яркие сверхновые, естественно, вспыхивали и в нашей Галактике. Некоторые из них были видны даже без телескопа. Сохранились исторические записи об их наблюдении. Например, китайские астрономы описали вспышку сверхновой в созвездии Телец в 1054 году, а сейчас мы наблюдаем остаток этого взрыва – Крабовидную туманность. Последние вспышки сверхновых в нашей Галактике наблюдали незадолго до изобретения телескопа (Тихо Браге в 1572 году и И. Кеплер в 1604 году).

После изобретения телескопа стали обнаруживаться вспышки сверхновых и в других галактиках. Их обозначают по году вспышки: сверхновая 1954B, сверхновая 1987A, где буква в порядке латинского алфавита указывает очередность открытия сверхновой в данном году. В каталогах сверхновые обозначают буквами SN (от SuperNova), например, SN 1972C – третья сверхновая 1972 года. Первые 26 сверхновых в каждом году обозначают заглавными буквами от A до Z. Следующие обозначаются парами строчных букв: aa, ab, и т. д. Например, последняя вспышка сверхновой, зарегистрированная в 2005 году, имела обозначение SN 2005nc, указывающее, что она была 367-й по счету в том году.

До 1950 года ежегодно обнаруживали единицы вспышек сверхновых, а с 1950 по 1990 год – десятки. После середины 1990-х, когда широко стали использовать электронные приемники света и компьютеры, ежегодно обнаруживались сотни вспышек, а после 2010 года, когда вступили в строй телескопы-роботы и космические телескопы с большим полем зрения, стали открывать тысячи сверхновых в год. При этом открытия совершают не только профессиональные астрономы, но и любители. Например, было открыто около 5000 сверхновых в 2016 году и около 5700 – в 2017-м. Все эти сверхновые обнаруживаются в других галактиках, но не в нашей. В каталоги занесено уже более 25 000 вспышек, причем в некоторых галактиках их наблюдали неоднократно. Статистика показывает, что в крупной спиральной галактике (типа нашей) в среднем происходит 1–2 вспышки за столетие. Однако последняя вспышка в нашей Галактике наблюдалась в 1604 году. Правда, методами радио- и рентгеновской астрономии были обнаружены остатки вспышек, происходивших и в более позднее время, но в оптическом диапазоне спектра, т. е. визуально, они не были видны. Причина в том, что вспышки сверхновых в большинстве своем происходят в диске Галактики, и Солнце располагается в диске, где межзвездное поглощение света очень велико. Это заметно сдерживает развитие физики сверхновых.

Предпринятые в последние годы наблюдения в разных диапазонах спектра позволили выявить остатки вспышек сверхновых, не замеченные визуально. Например, ярчайший радиоисточник на небе – Кассиопея А – оказался остатком вспышки сверхновой, которая должна была наблюдаться 330 лет назад, но не была замечена. Еще более современный остаток связан с радиоисточником G1.9+0.3 в Стрельце: эту вспышку мы должны были бы увидеть 140 лет назад, если бы место взрыва не находилось в районе центра Галактики. Оттуда оптическое излучение до Земли практически не доходит.

Причиной вспышки звезды как сверхновой служит ее взрыв на заключительном этапе эволюции. В результате взрыва звезда почти полностью разрушается. Не исключено, что в некоторых случаях происходит полное разрушение, но достоверно установлено, что после взрывов некоторых сверхновых сохраняется остаток звезды, ее сильно сжавшееся ядро – нейтронная звезда или черная дыра.