Сверхновая на заре Вселенной, снятая космическим телескопом Джеймса Уэбба

Международная группа астрономов впервые исследовала раннюю Вселенную, используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), обнаружив сверхновую — взрывную смерть массивной звезды — на беспрецедентном космическом расстоянии.

Взрыв, обозначенный как SN в GRB 250314A, произошел, когда Вселенной было всего около 730 миллионов лет, что привело к эпохе реионизации. Это замечательное открытие позволяет взглянуть на последние мгновения жизни массивной звезды в то время, когда первые звезды и галактики только начинали формироваться.

Событие, о котором сообщалось в недавно опубликованной научной статье. JWST обнаружил сверхновую после гамма-всплеска на z ≃ 7,3. (Астрономия и астрофизика704, декабрь 2025 г.), первоначально был отмечен ярким всплеском высокоэнергетического излучения, известным как длительный гамма-всплеск (GRB), обнаруженный космическим многодиапазонным монитором астрономических переменных объектов (SVOM) 14 марта 2025 г. Последующие наблюдения с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (ESO/VLT) подтвердили чрезвычайное расстояние.

Ключевой вывод был сделан в результате целенаправленных наблюдений с помощью JWST. Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCAM) примерно через 110 дней после взрыва. Ученым удалось отделить свет взрыва от слабой родительской галактики.

Соавтор и астрофизик из Школы физики UCD д-р Антонио Мартин-Каррильо сказал: «Ключевым наблюдением, или дымящимся пистолетом, который связывает смерть массивных звезд с гамма-всплесками, является открытие сверхновой, возникающей в том же месте на небе. Почти каждая когда-либо изучавшаяся сверхновая была относительно близко к нам, за небольшим исключением на сегодняшний день. Когда мы подтвердили возраст этой звезды, мы увидели уникальную возможность исследовать, как существовала Вселенная и какие типы звезд существовали. и умер тогда же.

«Используя модели, основанные на популяциях сверхновых, связанных с гамма-всплесками в нашей локальной Вселенной, мы сделали некоторые прогнозы относительно того, каким должно быть излучение, и использовали их, чтобы предложить новое наблюдение с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. К нашему удивлению, наша модель сработала удивительно хорошо, и наблюдаемая сверхновая, кажется, очень хорошо соответствует гибели звезд, которые мы видим регулярно. Мы также смогли мельком увидеть галактику, в которой находилась эта умирающая звезда».

Данные показывают, что далекая сверхновая удивительно похожа по яркости и спектральным свойствам на прототип сверхновой, связанной с GRB, SN 1998bw, которая взорвалась в локальной Вселенной.

Это сходство позволяет предположить, что массивная звезда, коллапсировавшая с образованием GRB 250314A, существенно не отличалась от прародителей гамма-всплесков, наблюдаемых локально, несмотря на совершенно разные физические условия (например, более низкую металличность) в ранней Вселенной. Наблюдения также исключили гораздо более яркое событие, такое как сверхяркая сверхновая (SLSN).

Полученные данные бросают вызов предположению о том, что звезды ранней Вселенной, образовавшиеся в условиях чрезвычайно низкой металличности, могли привести к совершенно иным, возможно, более ярким или более синим звездным взрывам, чем те, которые наблюдаются сегодня.

Хотя это открытие обеспечивает мощную опорную точку для понимания эволюции звезд в ранней Вселенной, оно также открывает новые вопросы о наблюдаемой однородности.

Исследовательская группа планирует обеспечить вторую эпоху наблюдений JWST в ближайшие один-два года. Ожидается, что к тому времени свет сверхновой значительно потускнеет (более чем на две звездные величины), что позволит команде полностью охарактеризовать свойства слабой родительской галактики и подтвердить вклад сверхновой.