Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил самую раннюю сверхновую во Вселенной

Телескоп Джеймса Уэбба (NASA/ESA/CSA) подтвердил источник яркой вспышки света, известной как гамма-всплеск, вызванный взрывом массивной звезды, когда возраст Вселенной составлял всего 730 миллионов лет. Это первое наблюдение такого далекого события позволило ученым не только зафиксировать саму сверхновую, но и обнаружить галактику, в которой она произошла. Наблюдения были выполнены вскоре после того, как телескопы по всему миру начали отслеживать этот гамма-всплеск, который начался в середине марта 2025 года.

С этим наблюдением Уэбб побил собственный рекорд: предыдущая самая древняя сверхновая существовала, когда возраст Вселенной достигал 1,8 миллиарда лет.

"Только Уэбб мог прямо показать, что этот свет исходит от сверхновой — коллапсирующей массивной звезды", — сказал Эндрю Ливан, ведущий автор одной из двух новых статей в журнале Astronomy and Astrophysics Letters и профессор университетов Радбауд (Нидерланды) и Уорик (Великобритания). "Это наблюдение также демонстрирует, что с помощью Уэбба мы можем находить отдельные звезды, когда Вселенная была всего 5% от своего нынешнего возраста."

Особенности наблюдений

Гамма-всплески обычно длятся секунды или минуты, тогда как сверхновая быстро становится ярче в течение нескольких недель, прежде чем медленно угасает. Однако эта сверхновая увеличивала яркость на протяжении месяцев. Поскольку взрыв произошел так рано в истории Вселенной, его свет растягивался по мере расширения космоса на протяжении миллиардов лет. Как следствие, время, необходимое для разворачивания событий, тоже замедлилось. Наблюдения Уэбба были намеренно проведены спустя три с половиной месяца после окончания гамма-всплеска, поскольку именно в это время ожидалось пиковое свечение сверхновой.

"Уэбб предоставил быстрое и чувствительное последующее наблюдение, которое нам было нужно," — отметил Бенджамин Шнайдер, соавтор исследования и постдокторант из Лаборатории астрофизики в Марселе (Франция).

Гамма-всплески крайне редки. Короткие всплески, которые длятся несколько секунд, могут быть вызваны столкновением двух нейтронных звезд или нейтронной звезды с черной дырой. Более длительные всплески, такие как этот, который продолжался около 10 секунд, часто связаны со взрывами массивных звезд.

Быстрый международный отклик

Первое предупреждение о всплеске прозвучало 14 марта 2025 года. Сообщение о гамма-всплеске от очень удаленного источника пришло от миссии SVOM (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor), франко-китайского телескопа, запущенного в 2024 году и предназначенного для обнаружения короткоживущих событий.

Через полтора часа после этого NASA Neil Gehrels Swift Observatory определил местоположение источника рентгеновского излучения на небе. Это позволило провести дальнейшие наблюдения, чтобы уточнить расстояние до объекта. Спустя 11 часов Нордический оптический телескоп на Канарских островах (Испания) обнаружил инфракрасное послесвечение гамма-всплеска, что указывало на то, что он может быть связан с очень удаленным объектом. Еще через четыре часа Очень Большой Телескоп Европейской южной обсерватории в Чили оценил, что объект существовал спустя 730 миллионов лет после Большого взрыва.

"За последние 50 лет было зарегистрировано лишь несколько гамма-всплесков, произошедших в первый миллиард лет Вселенной," — добавил Ливан. "Это событие крайне редкое и чрезвычайно интересное."

Неожиданное сходство с современными сверхновыми

Поскольку это самая ранняя и удаленная сверхновая, обнаруженная на данный момент, исследователи сравнили ее характеристики с теми, что хорошо известны для современных близлежащих сверхновых. Их поразило, насколько они похожи.

"Мы ожидали заметных различий, потому что о первом миллиарде лет Вселенной все еще известно мало," — сказал Найл Танвир, соавтор исследования и профессор Университета Лестера (Великобритания). "Ранние звезды, вероятно, содержали меньше тяжелых элементов, были более массивными и жили короче. Кроме того, они существовали в эпоху реионизации, когда газ между галактиками был в основном непрозрачен для высокоэнергетического света."

Однако Уэбб показал, что эта сверхновая выглядит точно так же, как современные аналоги. Чтобы понять, почему такая ранняя сверхновая похожа на близлежащие, потребуется больше данных для выявления незначительных отличий.

Первый взгляд на галактику-хозяина

"Наблюдения Уэбба указывают, что эта далекая галактика похожа на другие галактики, существовавшие в то же время," — отметил Эмерик Ле Флок'Ш, соавтор исследования и астроном из CEA Paris-Saclay (Франция). Поскольку свет галактики смешивается в нескольких пикселях, делая ее похожей на красноватое пятно, наши знания о ней пока ограничены. Тем не менее, даже возможность увидеть ее — это прорыв.

Исследователи уже подготовили планы для повторного использования Уэбба в международных усилиях по изучению гамма-всплесков, испускаемых объектами ранней Вселенной. Команда получила одобрение на наблюдения таких событий с помощью Уэбба и теперь ставит новую цель: узнать больше о галактиках в далекой Вселенной, используя послесвечение гамма-всплесков.