Шестого августа 1181 года китайские астрономы заметили в созвездии Кассиопеи новую звезду. Она сияла 185 дней, медленно угасая, и исчезла, оставив лишь запись в летописях. Сегодня на её месте — горячий белый карлик (сжатое звёздное ядро без ядерных реакций), разогретый до десятков тысяч градусов. Это остаток тусклой сверхновой редкого типа Iax. Взрыв мог подпитываться веществом соседней звезды. Но все поиски показали одно: спутник исчез.
Среди сверхновых типа Ia, служащих космическими линейками, тусклые собратья Iax долго оставались в тени. Загадка их происхождения уходит корнями к пионерским работам Субраманьяна Чандрасекара, вычислившего максимальную массу белого карлика, и Фрица Цвикки, предсказавшего сверхновые. Сценарий рождения рисовался двояко: либо белый карлик перетягивает гелий с раздувшейся звезды-компаньона в двойной системе, провоцируя неполное горение — дефлаграцию, медленный пожар вместо детонации, — либо два белых карлика сливаются в одно целое. В первом случае звезда-донор выживает. Во втором — партнёр исчезает навсегда. Разгадка SN 1181 пролила бы свет на всё семейство этих странных взрывов.
Чтобы отыскать пропавшего партнёра, астрономы прочесали окрестности остатка радиусом в 30 угловых секунд — на расстоянии 2.5 килопарсека это соответствует поиску в области диаметром около 0.3 парсека (почти световой год). В ход пошли данные двух инструментов: космического телескопа Gaia, фиксирующего параллаксы (смещения звёзд из-за движения Земли) и собственные движения, и наземного обзора Pan-STARRS1, способного различить слабые объекты вплоть до 8-й звёздной величины. Шестнадцать кандидатов, найденных Gaia, были отметены: их расстояния не совпадали, а траектории не указывали на точку взрыва. Ещё шесть источников, видимых только в глубоких снимках Pan-STARRS1, сравнивали с спектральными моделями горячих гелиевых атмосфер с температурой 20 000 K. Увы, их цвета (измеренные через цветные фильтры) оказались слишком красными — никакое межзвёздное поглощение пылью не объясняло эту красноту. Параллельные численные расчёты эволюции двойных систем показали: гелиевый донор в такой паре не может быть легче 0.3 массы Солнца, а значит, должен сиять ярче абсолютной звёздной величины +6.5. Чувствительность Pan-STARRS1 с запасом перекрывает этот порог — но ни одного подходящего объекта. Его никогда не было.
Этот исчезнувший партнёр делает SN 1181 прямой противоположностью другой тусклой сверхновой — SN 2012Z, где компаньон-гелиевая звезда был замечен прямо на довзрывных снимках. Контраст доказывает: у сверхновых Iax нет общего сценария. Яркие рождаются в паре с гелиевой звездой, а тусклые, как SN 1181, — при слиянии двух белых карликов. Такая раздвоенность каналов эволюции ставит перед космологией нетривиальную задачу: эти «нестандартные свечи» могут маскироваться под обычные сверхновые Ia, искажая измерения расстояний. Будущие обзоры — телескоп имени Нэнси Грейс Роман и обсерватория Веры Рубин — найдут десятки подобных событий, позволяя откалибровать их вклад. А пока остаток 1181 года парит в одиночестве, напоминая, что не все космические танцы заканчиваются дуэтом. Иногда партнёр сливается с тобой навсегда — и лишь безмолвный белый карлик хранит память о сгоревшем спутнике.
Гелиевая звезда-донор не может быть легче 0.3 солнечной массы: согласно моделям, она обязана сиять как минимум в четыре раза ярче порога чувствительности телескопа, что исключает возможность пропуска.