Астрономи вперше отримали візуальні докази утворення наднової за подвійної детонації
Вивчаючи багатовікові залишки наднової SNR 0509-67.5 за допомогою Дуже великого телескопа (VLT), астрономи отримали візуальні докази того, що зоря може закінчити своє життя у результаті двох детонацій, не досягаючи межі Чандрасекара.
Про це розповідають в Європейській південній обсерваторії (ESO), передають OstanniPodii.com.
Більшість наднових — це вибухові смерті масивних зірок, але один важливий різновид походить з несподіваного джерела. Білі карлики, невеликі неактивні ядра, що залишаються після того, як зорі, подібні до нашого Сонця, випалюють своє ядерне паливо, можуть утворювати те, що астрономи називають надновими типу Ia.
«Вибухи білих карликів відіграють важливу роль в астрономії», — каже Пріям Дас, аспірант Університету Нового Південного Уельсу в Канберрі в Австралії, який очолював дослідження SNR 0509-67.5, опубліковане в журналі Nature Astronomy.
Більша частина наших знань про те, як розширюється Всесвіт, ґрунтується на наднових типу Ia. Вони також є основним джерелом заліза на нашій планеті, включаючи залізо в нашій крові.
«Однак, попри їхню важливість, давня загадка про точний механізм, що викликає їхній вибух, залишається невирішеною», — додає Дас.
Усі моделі, що пояснюють наднові типу Ia, починаються з білого карлика в парі зірок. Якщо він обертається досить близько до іншої зорі в цій парі, карлик може викрадати матеріал у свого партнера. У найпоширенішій теорії про наднові типу Ia білий карлик накопичує матерію від свого компаньйона, поки не досягне критичної маси, після чого відбувається єдиний вибух. Однак останні дослідження натякають, що принаймні деякі наднові типу Ia можна краще пояснити подвійним вибухом, що відбувається до того, як зоря досягає цієї критичної маси.
Тепер астрономи отримали нове зображення, яке підтверджує їх припущення: принаймні деякі наднові типу Ia вибухають за механізмом «подвійної детонації». У цій альтернативній моделі білий карлик утворює навколо себе оболонку з викраденого гелію, яка може стати нестабільною та спалахнути. Цей перший вибух генерує ударну хвилю, яка поширюється навколо білого карлика, а також всередину, викликаючи другий вибух в ядрі зорі — в результаті чого утворюється наднова.
Дотепер не було чітких візуальних доказів подвійної детонації білих карликів. Нещодавно астрономи передбачили, що цей процес створить характерний патерн або відбиток у все ще світних залишках наднової, який буде видно ще довго після початкового вибуху. Дослідження показують, що залишки такої наднової містили б дві окремі оболонки кальцію.
Астрономи знайшли цей відбиток у залишках наднової.
Іво Зайтенцаль, який очолював спостереження та на той час працював у Німецькому інституті теоретичних досліджень у Гайдельберзі, каже, що ці результати є «чітким свідченням того, що білі карлики можуть вибухати задовго до того, як досягнуть знаменитої межі Чандрасекара, і що механізм "подвійної детонації" дійсно існує в природі».
Команда змогла виявити ці шари кальцію (на зображенні синього кольору) у залишках наднової SNR 0509-67.5, спостерігаючи за ними за допомогою Багатоблокового спектроскопічного дослідника (MUSE) на VLT. Це є переконливим доказом того, що наднова типу Ia може відбутися до того, як її батьківський білий карлик досягне критичної маси.
Наднові типу Ia є ключовими для нашого розуміння Всесвіту. Вони поводяться дуже послідовно, а їхня передбачувана яскравість — незалежно від того, як далеко вони знаходяться — допомагає астрономам вимірювати відстані в космосі. Використовуючи їх як космічну мірну стрічку, астрономи відкрили прискорене розширення Всесвіту, відкриття, яке принесло Нобелівську премію з фізики у 2011 році. Вивчення того, як вони вибухають, допомагає нам зрозуміти, чому вони мають таку передбачувану яскравість.
Дас має ще одну мотивацію для вивчення цих вибухів. «Цей відчутний доказ подвійної детонації не тільки сприяє вирішенню давньої загадки, але й пропонує візуальне видовище», — каже він, описуючи «прекрасну шарувату структуру», яку створює наднова. Для нього «розкриття внутрішнього механізму такого дивовижного космічного вибуху є надзвичайно корисним».
Це дослідження було представлено в журналі Nature Astronomy в статті під назвою «Кальцій у залишках наднової демонструє відбиток вибуху з масою, меншою за масу Чандрасекара».