Международная группа астрономов 10 апреля 2024 года зафиксировала взрыв сверхновой в близлежащей галактике. Незамедлительно была развернута интенсивная наблюдательная кампания, которая продлилась 26 часов сразу после обнаружения события. Такой быстрый отклик позволил ученым запечатлеть краткосрочное явление, известное как «прорыв ударной волны» через поверхность звезды, — фазу, которая длится всего несколько часов перед тем, как ее структура нарушается.
Ключевое открытие, сделанное в ходе наблюдений, заключается в том, что первоначальный взрыв сверхновой не был сферическим. Он оказался вытянутым, по форме напоминающим оливу. Это означает, что первые частицы света и материи изверглись с поверхности звезды неравномерно. Данное наблюдение представляет собой самый ранний взгляд на геометрию взрыва сверхновой, когда-либо зафиксированный в истории астрономии.
Открытие стало возможным благодаря использованию Очень большого телескопа (VLT), принадлежащего Европейской южной обсерватории (ESO) и расположенного в Чили. Исследователи применили метод спектрополяриметрии. Эта техника измеряет поляризацию (ориентацию) света, идущего от сверхновой, что позволяет реконструировать трехмерную форму взрыва в его начальные моменты.
Полученные данные предоставляют убедительные доказательства в пользу современной теории о механизме запуска сверхновых с коллапсом ядра. Астрофизик Адам Берроуз из Принстонского университета, не принимавший участия в исследовании, назвал это «очень важным набором наблюдений», который «в общих чертах подтвердил» существующую теорию. Находка помогает ответить на фундаментальный вопрос о том, как именно зарождается ударная волна, инициирующая взрыв.
Подтвержденная теория, известная как «нейтринный механизм взрыва», предполагает, что ударная волна запускается нейтрино — субатомными частицами, которые получают энергию глубоко в ядре звезды. Эта энергия нагревает верхние слои звезды, заставляя их хаотично «кипеть» и вспучиваться в виде нерегулярных пузырей. В результате этот процесс усредняется в асимметричную, несферическую ударную волну, что полностью соответствует наблюдаемой форме «оливы».
Сверхновые такого типа являются результатом гибели массивных звезд, масса которых как минимум в восемь раз превышает массу Солнца. На протяжении большей части своей жизни эти звезды противостоят гравитации за счет внешнего давления, создаваемого термоядерным синтезом водорода и гелия. Когда топливо заканчивается, это давление исчезает, и ядро коллапсирует под действием собственной гравитации, вызывая взрыв.
Результаты исследования были опубликованы 12 ноября в журнале Science Advances. Одним из соавторов статьи является И Ян, астроном из Университета Цинхуа в Пекине. Хотя полученные данные значительно сужают круг возможных механизмов запуска сверхновых, для выяснения всех деталей процесса потребуются дальнейшие наблюдения.
Адам Берроуз отмечает, что этот «уникальный набор данных» является лишь предвестником будущих открытий. Ожидается, что грядущие астрономические обзоры позволят обнаружить «гораздо, гораздо больше» подобных сверхновых, что откроет возможности для их более детального изучения и полного понимания механизмов гибели массивных звезд.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевое открытие, сделанное в ходе наблюдений, заключается в том, что первоначальный взрыв сверхновой не был сферическим. Он оказался вытянутым, по форме напоминающим оливу. Это означает, что первые частицы света и материи изверглись с поверхности звезды неравномерно. Данное наблюдение представляет собой самый ранний взгляд на геометрию взрыва сверхновой, когда-либо зафиксированный в истории астрономии.
Открытие стало возможным благодаря использованию Очень большого телескопа (VLT), принадлежащего Европейской южной обсерватории (ESO) и расположенного в Чили. Исследователи применили метод спектрополяриметрии. Эта техника измеряет поляризацию (ориентацию) света, идущего от сверхновой, что позволяет реконструировать трехмерную форму взрыва в его начальные моменты.
Полученные данные предоставляют убедительные доказательства в пользу современной теории о механизме запуска сверхновых с коллапсом ядра. Астрофизик Адам Берроуз из Принстонского университета, не принимавший участия в исследовании, назвал это «очень важным набором наблюдений», который «в общих чертах подтвердил» существующую теорию. Находка помогает ответить на фундаментальный вопрос о том, как именно зарождается ударная волна, инициирующая взрыв.
Подтвержденная теория, известная как «нейтринный механизм взрыва», предполагает, что ударная волна запускается нейтрино — субатомными частицами, которые получают энергию глубоко в ядре звезды. Эта энергия нагревает верхние слои звезды, заставляя их хаотично «кипеть» и вспучиваться в виде нерегулярных пузырей. В результате этот процесс усредняется в асимметричную, несферическую ударную волну, что полностью соответствует наблюдаемой форме «оливы».
Сверхновые такого типа являются результатом гибели массивных звезд, масса которых как минимум в восемь раз превышает массу Солнца. На протяжении большей части своей жизни эти звезды противостоят гравитации за счет внешнего давления, создаваемого термоядерным синтезом водорода и гелия. Когда топливо заканчивается, это давление исчезает, и ядро коллапсирует под действием собственной гравитации, вызывая взрыв.
Результаты исследования были опубликованы 12 ноября в журнале Science Advances. Одним из соавторов статьи является И Ян, астроном из Университета Цинхуа в Пекине. Хотя полученные данные значительно сужают круг возможных механизмов запуска сверхновых, для выяснения всех деталей процесса потребуются дальнейшие наблюдения.
Адам Берроуз отмечает, что этот «уникальный набор данных» является лишь предвестником будущих открытий. Ожидается, что грядущие астрономические обзоры позволят обнаружить «гораздо, гораздо больше» подобных сверхновых, что откроет возможности для их более детального изучения и полного понимания механизмов гибели массивных звезд.
