Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) выявил сверхновую в галактике, которая существовала примерно 730 миллионов лет после Большого взрыва. Хотя сверхновые не являются основной научной темой для JWST, чувствительный телескоп полон сюрпризов.
Недавно он обнаружил одну звезду в галактике, когда Вселенной было всего около 730 миллионов лет. Это была не просто случайная звезда — это была сверхновая, ответственная за гамма-всплеск (GRB), обнаруженный ещё в марте 2025 года.
Это потрясающее достижение превосходит предыдущую самую удалённую сверхновую, обнаруженную JWST через 1,8 миллиарда лет после Большого взрыва.
Гамма-всплеск назван GRB 250314A. В журнале Astronomy and Astrophysics Letters опубликованы две статьи, описывающие его свойства и наблюдение за ним.
Одна из них озаглавлена «JWST обнаруживает сверхновую после гамма-всплеска при z ≃ 7,3», автор — Эндрю Леван из Университета Радбуда в Неймегене, Нидерланды.
Вторая статья называется «SVOM GRB 250314A при z ≃ 7,3: взрывающаяся звезда в эпоху реионизации», автор — Бертран Кордье из CEA Paris-Saclay.
«Только Уэбб мог напрямую показать, что этот свет исходит от сверхновой — коллапсирующей массивной звезды», — сказал ведущий автор Леван в пресс-релизе. «Это наблюдение также демонстрирует, что мы можем использовать Уэбба для поиска отдельных звёзд, когда Вселенной было всего 5% от её нынешнего возраста».
Обнаружение сверхновой из Эры реионизации — это немалый подвиг, поскольку Вселенная была лишь частью своего нынешнего возраста. Тот факт, что эта сверхновая вызвала длительный гамма-всплеск (LGRB), делает находку ещё более важной, поскольку позволяет астрофизикам сравнивать звёзды тогда и сейчас.
Большинство сверхновых, которые наблюдают астрономы, не так далеки во времени. Обычно их свет увеличивается в течение нескольких недель, прежде чем начинает тускнеть. Но эта была другой. Поскольку она такая древняя, её свет растянут из-за расширения Вселенной, и она становилась ярче в течение нескольких месяцев.
Астрономы знают об этом и ждали около 3,5 месяцев после окончания GRB, чтобы искать сверхновую с помощью JWST. Именно тогда сверхновая, ответственная за всплеск, должна была быть самой яркой и её было бы легче всего наблюдать.
«Уэбб предоставил нам быстрые и чувствительные возможности, которые нам были нужны», — сказал Бенджамин Шнайдер, соавтор статьи Левана и научный сотрудник Лаборатории астрофизики в Марселе во Франции.
В целом, прародители сверхновых, породившие GRB, представляют собой довольно однородную группу. Но их галактики-хозяева — нет, и когда объекты настолько далеки и стары, это затрудняет их понимание. Тот факт, что таких древних обнаружений очень мало, добавляет трудностей и волнения.
«За последние 50 лет было обнаружено лишь несколько гамма-всплесков в первом миллиарде лет Вселенной», — сказал Леван. «Это конкретное событие очень редкое и очень захватывающее».
Гамма-всплеск был впервые обнаружен SVOM — космическим многодиапазонным астрономическим монитором переменных объектов. SVOM — это небольшой космический телескоп, разработанный совместно Китаем и Францией. Он изучает взрывающиеся звёзды, обнаруживая GRB и наблюдая рентгеновское и видимое излучение.
SVOM впервые обнаружил GRB 14 марта 2025 года. Затем обсерватория NASA Neil Gehrels Swift Observatory определила источник рентгеновского излучения. Наблюдения с помощью других телескопов, включая Северный оптический телескоп на Канарских островах и VLT в Чили, собрали больше данных.
Неделями позже JWST идентифицировал единственную звезду, стоящую за всем этим. Поскольку они знали, что собираются использовать JWST для поиска сверхновой-прародительницы, исследователи потратили время на моделирование и предсказание кривых блеска, которые они надеялись обнаружить.
«Фотометрия полностью соответствует прогнозам, сделанным до наблюдений, и подтверждает обнаружение света сверхновой при z ≃ 7,3», — пишут Леван и его соавторы.
Несмотря на то что Вселенная сильно изменилась со времени этого GRB, JWST показал, что сверхновая, породившая его, поразительно похожа на современную сверхновую. Во время Эры реионизации (EOR) звёзды были более массивными и жили короче. У них также была более низкая металличность, поскольку поколения звёзд ещё не жили и не умирали, распространяя свои более тяжёлые элементы в межзвёздную среду.
«Мы подошли с открытыми умами», — сказал Ниал Танвир, соавтор и профессор Университета Лестера в Соединённом Королевстве. «И, о чудо, Уэбб показал, что эта сверхновая выглядит точно так же, как современные сверхновые». Но астрофизикам потребуется более глубокий и детальный взгляд, прежде чем станут очевидны небольшие различия.