RW Space

Учёные впервые определили форму фронта ударной волны сверхновой, когда она прорвалась сквозь поверхность умирающей звезды.

Вспышка сверхновой SN 2024ggi, обнаруженная исключительно в начале апреля 2024 года на расстоянии 23,6 миллиона световых лет от нас, на короткое время продемонстрировала яйцевидную оливковую форму, прежде чем ее ударный фронт столкнулся с окружающим веществом – наблюдение, которое заполняет некоторые пробелы в отношении самых ранних стадий сверхновой.

Эти детали не были бы очевидны, если бы событие было зафиксировано всего на день позже, что подчеркивает научную ценность раннего обнаружения сверхновых, возможность мобилизовать оборудование для обнаружения источника и почему важны различные методы наблюдения.

Связано: Самый мощный космический взрыв, который когда-либо наблюдался, раскрывает неожиданный поворот

«Геометрия взрыва сверхновой дает фундаментальную информацию о звездной эволюции и физическом процессы, ведущие к этим космическим фейерверкам», — говорит астрофизик И Ян из Университета Цинхуа в Китае, первый автор новой статьи, описывающей SN 2024ggi.

Гибель массивной звезды — это сложный процесс, вызванный истощением легкоплавкого топлива в ядре этой звезды. Звезды поддерживают хрупкий баланс. Они объединяют более легкие атомы в своем ядре, чтобы создать более тяжелые элементы — водород в гелий и так далее. Поскольку продукты этого синтеза имеют меньшую массу, чем составляющие их элементы, дополнительная масса превращается в энергию, которая обеспечивает внешнее давление, поддерживающее стабильность звезды.

Для звезд, масса которых превышает определенную, тысячелетия слияния более легких элементов в более тяжелые в конечном итоге наполняют их ядра железом – конечная точка синтеза. Поскольку ковка элементов тяжелее железа будет потреблять больше энергии, чем выделять, ядро ​​больше не может создавать внешнее давление, которое поддерживает стабильность звезды. Это пусковая точка сверхновой.

То, что происходит дальше, происходит очень быстро. Звезда начинает взрываться, создавая ударную волну, которая распространяется внутрь к ее ядру, где она отскакивает и вырывается наружу, пробивая внешнюю поверхность звезды.

Проходит очень короткое время, прежде чем эта распространяющаяся наружу ударная волна столкнется с более медленным газом, который звезда выдыхала за столетия до своей смерти.

Это короткое окно представляет собой фазу вспышки ударной волны – В тот момент, когда ударная волна пробивает поверхность звезды, за ней быстро следует вспышка света, которая тускнеет через несколько часов.

Астрономы снимали ее несколько раз за последние годы с разным уровнем детализации. Что выделяет новые наблюдения SN 2024ggi, так это спектрополяриметрия с использованием Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории – метод, который измеряет поляризацию света в диапазоне длин волн.

«Спектрополяриметрия предоставляет информацию о геометрии взрыва, которую другие типы наблюдений не могут предоставить, потому что угловые масштабы слишком малы», — объясняет астроном Лифан Ванг из Техасского университета A&M.

Исследователи начали спектрополяриметрические наблюдения за эволюцией SN 2024ggi всего через 26 часов после ее обнаружения и продолжал наблюдать ее в течение нескольких дней. Примечательно, что их наблюдения зафиксировали фазу прорыва, обнаружив ударную волну, которая не имела сферической формы, а вытянулась в оливковую или футбольную форму вдоль предпочтительной оси.

«Первые наблюдения VLT зафиксировали фазу, во время которой материя, ускоренная взрывом вблизи центра звезды, пронзила поверхность звезды», — говорит астроном Дитрих Бааде из Европейской южной обсерватории. «В течение нескольких часов геометрию звезды и ее взрыв можно было наблюдать и наблюдали вместе».

По мере того как сверхновая продолжала развиваться, астрономы снова увидели эту форму в расширяющемся богатом водородом материале, вырвавшемся наружу. Это говорит о том, что форма фазы прорыва не случайна, а обусловлена крупномасштабным механизмом, который сохраняет четко определенную предпочтительную ось от ранних стадий до более поздней эволюции.

Однако, когда ударная волна распространилась на материал, ранее выпущенный звездой за столетия до сверхновой, предпочтительная ось сместилась, что позволяет предположить, что окружающий материал имел ориентацию, отличную от собственной оси взрыва.

Что это означает, неясно, но одна из возможностей заключается в том, что звезда могла иметь (или имел) бинарного компаньона, гравитационное влияние которого привело к его гибели.

Это довольно удивительная вещь, которую можно выяснить на расстоянии 23,6 миллиона световых лет.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.