Ученые наблюдали, как ударная волна сверхновой пролетает сквозь умирающую звезду в 1-й раз
- При покупке по ссылкам на наши статьи, Future и его партнеры по синдикации могут получить комиссию.
Ученые впервые зафиксировали момент, когда ударная волна взрыва сверхновой прорывается через поверхность обреченной звезды, раскрывая то, что кажется удивительно симметричной детонацией.
Увидеть этот момент в деталях ранее было неуловимо, потому что это редкость для сверхновой достаточно рано, и для телескопов, которые должны быть обучены на нем, и когда они были, взрывающаяся звезда была слишком далеко.
Так, когда 10 апреля 2024 года сверхновая 2024ggi начала бум в относительно близкой спирали galaxy NGC 3621, которая находится на расстоянии 22 миллионов световых лет от нас в созвездии Гидры, Водяной Змеи, астроном И Ян из Университета Цинхуа в Пекине знал, что ему нужно действовать.
Он и его международная команда коллег из Китая, Европы, Ближнего Востока и США быстро попросили время на Очень Большом Телескопе (VLT) в Европейской Южной Обсерватории (ESO) в Чили, чтобы увидеть сверхновую. Двадцать шесть часов после того, как сверхновая была обнаружена камерами глобальной системы оповещения о наземном воздействии астероида (ATLAS), VLT предоставлял данные.
«Первые наблюдения VLT зафиксировали фазу, в течение которой вещество, ускоренное взрывом вблизи центра звезды, пролетело через поверхность звезды, — сказал один из этих коллег, Дитрих Бааде из ESO. — В течение нескольких часов геометрия звезды и ее взрыва могли наблюдаться и наблюдались вместе».
Звезда, которая стала сверхновой, была массивным красным сверхгигантом, который был в 12-15 раз больше массы нашего Солнца. Такие звезды умирают, когда они больше не могут производить реакции ядерного синтеза в своем ядре, что заставляет ядро гравитационно коллапсировать, образуя нейтронную звезду. Слои звезды вокруг ядра падают на нее, а затем отскакивают наружу, приводя к взрыву, который разрывает звезду на части. Звезда, разрываясь от внутренней части наружу, начала резко сиять, но поскольку красный сверхгигант настолько огромен, с радиусом 250 миллионов километров (217 миллионов миль) или в 500 раз больше радиуса Солнца, потребовалось около дня, чтобы эта ударная волна прорвалась через его видимую поверхность.
Это был момент, которого ждали Янг, Бааде и их коллеги. Если бы они добрались до него днем позже, они бы его пропустили. Увидеть момент удара очень важно для понимания того, как именно звезда разрывается на части.
Хотя сама сверхновая не могла быть решена, поскольку что-либо указывало на точку света, поляризация этого света содержала подсказки относительно геометрии прорыва.
«Геометрия взрыва сверхновой дает фундаментальную информацию об эволюции звезд и физических процессах, ведущих к этим космическим фейерверкам», — сказал Ян.
Используя спектрограф FORS2 VLT, команда использовала метод наблюдения, называемый спектрополяриметрией, для измерения этой поляризации.
«Спектрополяриметрия предоставляет информацию о геометрии взрыва, которую другие виды наблюдений не могут обеспечить, потому что угловые масштабы слишком малы», — сказал другой член команды Лифан Ван из Техасского университета A&M.
Больше в науке
Измерение показало, что форма взрыва была сплющена, как олива или виноград.Однако, важно, что взрыв распространялся симметрично и продолжал это делать, даже когда он столкнулся с кольцом околозвездного материала.
«Эти результаты свидетельствуют о наличии общего физического механизма, который управляет взрывом многих массивных звезд, который проявляет четко определенную осевую симметрию и действует в больших масштабах», — сказал Ян.
Полученные результаты позволят астрономам исключить некоторые модели и укрепить другие, которые описывают то, что приводит в действие ударную волну при взрыве сверхновой.
В частности, некоторые модели предполагают, что ударная волна может получать энергию, поглощая особые частицы, называемые нейтрино, когда она проходит свой путь от ядра к поверхности звезды. Однако поглощение нейтрино должно приводить к высоко асимметричным взрывам, что, по-видимому, здесь не имеет место. В случаях, когда взрывы сверхновых на более поздней стадии были замечены как асимметричные, команда Яна предполагает, что это могут быть мощные магнитные поля, формирующие асимметрию, а не нейтрино.
Результаты исследования SN 2024ggi были опубликованы 12 ноября в журнале Science Advances, и статья доступна на сайте __ESO.
