Астрономы впервые получили визуальные доказательства образования сверхновой при двойной детонации

Изучая многовековые остатки сверхновой SNR 0509-67.5 с помощью Очень большого телескопа (VLT), астрономы получили визуальные доказательства того, что звезда может закончить свою жизнь в результате двух детонаций, не достигая предела Чандрасекара.

Об этом рассказывают в Европейской южной обсерватории (ESO), передают OstanniPodii.com.

Большинство сверхновых — это взрывные смерти массивных звезд, но один важный вид происходит из неожиданного источника. Белые карлики, небольшие неактивные ядра, остающиеся после того, как звезды, подобные нашему Солнцу, выжигают свое ядерное топливо, могут образовывать то, что астрономы называют сверхновыми типа Ia.

«Взрывы белых карликов играют важную роль в астрономии», — говорит Приам Дас, аспирант Университета Нового Южного Уэльса в Канберре в Австралии, который возглавлял исследование SNR 0509-67.5, опубликованное в журнале Nature Astronomy.

Большая часть наших знаний о том, как расширяется Вселенная, основана на сверхновых типа Ia. Они также являются основным источником железа на нашей планете, включая железо в нашей крови.

«Однако, несмотря на их важность, давняя загадка о точном механизме, вызывающем их взрыв, остается нерешенной», — добавляет Дас.

Все модели, объясняющие сверхновые типа Ia, начинаются с белого карлика в паре звезд. Если он вращается достаточно близко к другой звезде в этой паре, карлик может похищать материал у своего партнера. В самой распространенной теории о сверхновых типа Ia белый карлик накапливает материю от своего компаньона, пока не достигнет критической массы, после чего происходит единственный взрыв. Однако последние исследования предполагают, что по крайней мере некоторые сверхновые типа Ia можно лучше объяснить двойным взрывом, происходящим до того, как звезда достигает этой критической массы.

Теперь астрономы получили новое изображение, которое подтверждает их предположение: по крайней мере, некоторые сверхновые типа Ia взрываются по механизму «двойной детонации». В этой альтернативной модели белый карлик образует вокруг себя оболочку из похищенного гелия, которая может стать нестабильной и вспыхнуть. Этот первый взрыв генерирует ударную волну, которая распространяется вокруг белого карлика, а также внутрь, вызывая второй взрыв в ядре звезды — в результате чего образуется сверхновая.

До сих пор не было четких визуальных доказательств двойной детонации белых карликов. Недавно астрономы предсказали, что этот процесс создаст характерный паттерн или отпечаток во все еще светящихся остатках сверхновой, который будет виден еще долго после первоначального взрыва. Исследования показывают, что остатки такой сверхновой содержали бы две отдельные оболочки кальция.

Астрономы нашли этот отпечаток в остатках сверхновой.

Иво Зайтенцаль, который возглавлял наблюдения и в то время работал в Немецком институте теоретических исследований в Гейдельберге, говорит, что эти результаты являются «четким свидетельством того, что белые карлики могут взрываться задолго до того, как достигнут знаменитого предела Чандрасекара, и что механизм "двойной детонации" действительно существует в природе».

Команда смогла обнаружить эти слои кальция (на изображении синего цвета) в остатках сверхновой SNR 0509-67.5, наблюдая за ними с помощью Многоблочного спектроскопического исследователя (MUSE) на VLT. Это является убедительным доказательством того, что сверхновая типа Ia может произойти до того, как ее родительский белый карлик достигнет критической массы.

Сверхновые типа Ia являются ключевыми для нашего понимания Вселенной. Они ведут себя очень последовательно, а их предсказуемая яркость — независимо от того, как далеко они находятся — помогает астрономам измерять расстояния в космосе. Используя их в качестве космической мерной ленты, астрономы открыли ускоренное расширение Вселенной, открытие, которое принесло Нобелевскую премию по физике в 2011 году. Изучение того, как они взрываются, помогает нам понять, почему они имеют такую предсказуемую яркость.

У Даса есть еще одна мотивация для изучения этих взрывов. «Это ощутимое доказательство двойной детонации не только способствует решению давней загадки, но и предлагает визуальное зрелище», — говорит он, описывая «прекрасную слоистую структуру», которую создает сверхновая. Для него «раскрытие внутреннего механизма такого удивительного космического взрыва чрезвычайно полезно».

Это исследование было представлено в журнале Nature Astronomy в статье под названием «Кальций в остатках сверхновой демонстрирует отпечаток взрыва с массой, меньшей массы Чандрасекара».

• Сверхновые
• VLT