Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил яркий инфракрасный источник на месте сверхновой SN 1983V, взорвавшейся в галактике NGC 1365 в ноябре 1983 года. Наблюдения провели спустя 14 141 день после вспышки: объект случайно попал в поле зрения камер MIRI и NIRCam. Авторы исследования считают, что телескоп увидел крупный резервуар пыли, нагреваемой взаимодействием ударной волны с окружающим веществом.
SN 1983V относится к сверхновым типа Ic. Перед взрывом звезда лишается внешних водородной и гелиевой оболочек. В августе 2022 года «Джеймс Уэбб» зарегистрировал в её позиции точечный источник, яркость которого возрастала к длинам волн около 20 мкм. Его инфракрасный спектр отличался от расположенных рядом областей ионизированного водорода и звёздных скоплений: у кандидата в остаток сверхновой не нашли характерных скачков, связанных с полициклическими ароматическими углеводородами.
Спектроскопического подтверждения природы источника у исследователей пока нет. Совпадение с положением SN 1983V и необычная форма спектра говорят в пользу такой идентификации. В архивных наблюдениях «Хаббла» также нашли точечный источник в узкополосном фильтре F657N, чувствительном к линии водорода Hα. На широкополосных кадрах «Хаббла» объект не обнаружили, а известных звёздных скоплений в этой точке нет.
Учёные описали инфракрасное излучение моделью из двух пылевых компонентов. Основную массу даёт холодная углеродная пыль температурой 173 К: её массу оценили в 7,7 × 10−3 массы Солнца. Второй, горячий силикатный компонент нагрет до 629 К, но содержит лишь 1,8 × 10−6 массы Солнца. Авторы отмечают, что общая оценка может быть нижней границей: ещё более холодная пыль может излучать за пределами доступного диапазона наблюдений или скрываться в оптически плотных областях.
Исследователи проверили несколько объяснений происхождения и нагрева пыли. Они исключили сценарий инфракрасного светового эха, при котором пыль нагревает вспышка самой сверхновой: через 40 лет после взрыва вещество должно было бы находиться слишком далеко, а исходной яркости SN 1983V не хватило бы для его нагрева до измеренных температур.
Сценарий радиационного нагрева не подтверждают наблюдения в других диапазонах. В данных радиотелескопа VLA SN 1983V не обнаружили, а рентгеновские наблюдения Chandra и XMM-Newton дали только верхние пределы яркости. Эти ограничения оказались слишком жёсткими: излучение ударной волны не могло обеспечить зарегистрированную инфракрасную светимость пыли.
Авторы считают наиболее вероятным объяснением столкновительный нагрев уже существовавшей околозвёздной пыли. В этой картине ударная волна от взрыва сталкивается с веществом, потерянным звездой-прародителем ещё до сверхновой, а горячие электроны за фронтом удара нагревают пылевые частицы. Возможный сигнал Hα в данных «Хаббла» может указывать на продолжающееся взаимодействие, хотя часть излучения может приходиться на соседнюю область ионизированного водорода.
Расчёты предполагают, что пыль распределена не в равномерной сферической оболочке, а в сгустках или торе. При такой геометрии она может находиться значительно дальше оценённого радиуса чёрного тела, в области, до которой уже дошла ударная волна. Авторы связывают подобную структуру с потерей вещества в двойной системе, но для проверки потребуются новые наблюдения.
SN 1983V стала одной из самых старых сверхновых, обнаруженных «Джеймсом Уэббом»: старше неё среди подобных объектов телескоп наблюдал только SN 1980K. Дополнительные фильтры и спектроскопия помогут подтвердить природу источника, уточнить состав и геометрию пыли, а также проверить, переживёт ли она дальнейшее прохождение ударной волны.