Тихая сверхновая: почему Pa 30 молчит в радиодиапазоне ✛

Оригинал: "Absence of Radio Emission Reveals an Exceptionally Weak Explosion of the Putative Historical Supernova Pa 30"
arXiv:2509.15792 · 2025-09-19 · CC BY 4.0 · 2 мин
Глубокие наблюдения на VLA не нашли радиоизлучения от остатка сверхновой Pa 30, что делает его самым слабым известным остатком в радиодиапазоне.

В 1181 году китайские и японские астрономы записали появление «звезды-гостьи» — яркого светила, которое полгода сияло в созвездии Кассиопеи, а затем исчезло. Сегодня на этом месте находится Pa 30: туманность с горячим центральным источником, выбрасывающим вещество со скоростью 16 000 км/с. Почти все известные остатки сверхновых в нашей Галактике открыты именно по радиоизлучению — их синхротронное свечение релятивистских электронов в магнитном поле выдаёт ударные волны. Но Pa 30 в радиодиапазоне упорно молчал даже в обзорах всего неба. Эта тишина и стала загадкой.

Центральный источник Pa 30 имеет температуру около 210 000 К — в 35 раз горячее поверхности Солнца, а его ветер дует со скоростью 16 000 км/с: за одну секунду он покрыл бы расстояние от Москвы до Владивостока.

Астрономы провели целенаправленные наблюдения на Very Large Array (VLA) в 2022 году, накапливая сигнал в двух диапазонах: L (1–2 ГГц) и C (4–8 ГГц). Суммарное время экспозиции составило 85,5 минуты на первом и 143,5 минуты на втором. Результат оказался ошеломляющим: ни протяжённого излучения туманности, ни радиоизлучения от центрального источника не обнаружено. Верхние пределы плотности потока — 0,84 мЯн на 1,5 ГГц и 0,29 мЯн на 6 ГГц — на три порядка ниже, чем у типичных остатков сверхновых сопоставимого размера. Если Pa 30 действительно остаток сверхновой, он самый слабый из известных в радиодиапазоне.

Отсутствие синхротронного излучения даёт количественное ограничение на энергию взрыва. Если предположить, что 10% кинетической энергии переходит в космические лучи, а магнитное поле составляет 10 мкГс, то энергия взрыва не превышает 2,7×10⁴⁷ эрг. Это на три-четыре порядка меньше энергии типичной сверхновой. Такой «шёпот» вместо грохота ставит Pa 30 особняком: все известные молодые остатки возрастом менее двух тысяч лет являются радиоисточниками, а этот — нет. Возможно, мы впервые видим представителя целого класса субэнергетичных взрывов, которые до сих пор ускользали от радиотелескопов.

Если Pa 30 — не исключение, а правило, то наша выборка галактических остатков сверхновых, построенная по радионаблюдениям, сильно неполна. Радиотихие туманности могли скрываться в архивах инфракрасных и рентгеновских обзоров.

Работа открывает новую перспективу: отсутствие сигнала становится инструментом. Раньше было неясно, почему Pa 30 не виден в радио, хотя его ровесники ярко светятся. Теперь стало понятно, что объект либо обладает аномально низкой энергией взрыва, либо вообще не является остатком сверхновой. Для проверки потребуются ещё более глубокие наблюдения на других частотах (например, на MeerKAT) и поиск аналогичных радиотихих туманностей в архивных данных. Если такие объекты найдутся во множестве, наши представления о темпе вспышек сверхновых и их вкладе в энергетику межзвёздной среды придётся пересмотреть. Тихий взрыв, случившийся восемь веков назад, может изменить картину звёздной эволюции.

Центральный источник Pa 30 имеет температуру около 210 000 К — в 35 раз горячее поверхности Солнца, а его ветер дует со скоростью 16 000 км/с: за одну секунду он покрыл бы расстояние от Москвы до Владивостока.

Учёные
Arthur ComptonEnrico FermiFritz Zwicky
Понятия
Кассиопея A сверхновая 1987A крабовидная туманность радиоволна радиогалактика туманность пульсарного ветра остаток сверхновой гамма-излучение излучение света нейтронной звездой нейтронная звезда слияние гамма-всплеска VLA gw170817 нейтрино высокой энергии килоновая звёздный взрыв быстрый радиовсплеск гамма-излучение сверхновая с парной нестабильностью слияние нейтронных звёзд