|
Уникальная форма взрыва звезды
|
|
|
|
Быстрые наблюдения с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (VLT) показали взрывную смерть звезды как раз в тот момент, когда взрывная волна пробивала поверхность звезды. Впервые астрономы раскрыли форму взрыва на его самой ранней, мимолетной стадии. Эта короткая начальная фаза была бы незаметна днем позже и помогает ответить на целый ряд вопросов о том, как массивные звезды превращаются в сверхновые.
|
|
|
|
Когда в ночь на 10 апреля 2024 года по местному времени был впервые обнаружен взрыв сверхновой SN 2024ggi, Йи Ян, доцент Университета Цинхуа в Пекине, Китай, и ведущий автор нового исследования, только что приземлился в Сан-Франциско после длительного перелета. Он знал, что должен действовать быстро.
|
|
|
|
Двенадцать часов спустя он отправил предложение о наблюдении в ESO, которое после очень быстрого процесса одобрения направило свой телескоп VLT в Чили на сверхновую 11 апреля, всего через 26 часов после первоначального обнаружения.
|
|
Воспользовавшись редкой астрономической возможностью
|
|
|
|
SN 2024ggi находится в галактике NGC 3621 в направлении созвездия Гидры "всего" в 22 миллионах световых лет от нас, что по астрономическим меркам очень близко. Обладая большим телескопом и подходящим инструментом, международная команда ученых поняла, что у них появилась редкая возможность определить форму взрыва вскоре после того, как он произошел.
|
|
|
|
|
|
|
"Первые наблюдения VLT зафиксировали фазу, во время которой вещество, ускоренное взрывом вблизи центра звезды, пробивало ее поверхность. В течение нескольких часов геометрия звезды и ее взрыв могли наблюдаться и наблюдались одновременно", - говорит Дитрих Бааде, астроном ESO из Германии и соавтор исследования, опубликованного в журнале Science Advances.
|
|
|
|
"Геометрия взрыва сверхновой предоставляет фундаментальную информацию об эволюции звезд и физических процессах, приводящих к этим космическим фейерверкам", - объясняет Янг.
|
|
Понимание механики сверхновых
|
|
|
|
Точные механизмы, стоящие за взрывами сверхновых массивных звезд, масса которых более чем в восемь раз превышает массу Солнца, все еще обсуждаются и являются одним из фундаментальных вопросов, на которые хотят ответить ученые. Прародительницей этой сверхновой была красная звезда-сверхгигант, масса которой в 12-15 раз превышала массу Солнца, а радиус был в 500 раз больше, что делает SN 2024ggi классическим примером взрыва массивной звезды.
|
|
|
|
Мы знаем, что в течение своей жизни типичная звезда сохраняет свою сферическую форму в результате очень точного равновесия гравитационной силы, которая стремится сжать ее, и давления ее ядерного двигателя, которое стремится расширить ее. Когда у нее заканчивается запас топлива, ядерный двигатель начинает работать с перебоями.
|
|
|
|
Для массивных звезд это знаменует начало вспышки сверхновой: ядро умирающей звезды коллапсирует, окружающие ее массивные оболочки падают на него и отскакивают. Затем этот отскок распространяется наружу, разрушая звезду.
|
|
|
|
Как только ударная волна достигает поверхности, высвобождается огромное количество энергии — сверхновая резко светлеет и становится видимой. Во время кратковременной фазы можно изучить первоначальную форму "вспышки" сверхновой, прежде чем взрыв вступит во взаимодействие с веществом, окружающим умирающую звезду.
|
|
Раскрывая скрытую геометрию взрыва
|
|
|
|
Это то, чего астрономы впервые достигли с помощью VLT ESO, используя метод, называемый "спектрополяриметрией". "Спектрополяриметрия позволяет получить информацию о геометрии взрыва, которую не могут получить другие виды наблюдений, поскольку угловые масштабы слишком малы", - говорит Лифан Ванг, соавтор и профессор Техасского университета A&M в США, который в начале своей астрономической карьеры был студентом ESO.
|
|
|
|
Несмотря на то, что взрывающаяся звезда выглядит как одиночная точка, поляризация ее света несет в себе скрытые подсказки о ее геометрии, которые команда смогла разгадать.
|
|
|
|
Единственным объектом в южном полушарии, способным зафиксировать форму сверхновой с помощью такого измерения, является прибор FORS2, установленный на VLT. Используя данные FORS2, астрономы обнаружили, что первоначальный выброс вещества имел форму оливы.
|
|
|
|
Когда взрыв распространился вовне и столкнулся с веществом вокруг звезды, форма звезды выровнялась, но ось симметрии выброса осталась прежней.
|
|
|
|
"Эти результаты указывают на общий физический механизм, который управляет взрывом многих массивных звезд, который проявляет четко выраженную осевую симметрию и действует в больших масштабах", - говорит Янг.
|
|
|
|
Обладая этими знаниями, астрономы уже могут исключить некоторые из существующих моделей сверхновых и добавить новую информацию для улучшения других, что позволит получить представление о мощной гибели массивных звезд.
|
|
|
|
"Это открытие не только меняет наше понимание звездных взрывов, но и демонстрирует, чего можно достичь, когда наука выходит за рамки границ", - говорит соавтор и астроном ESO Фердинандо Патат.
|
|
|
|
"Это мощное напоминание о том, что любознательность, сотрудничество и быстрые действия могут помочь глубже проникнуть в физику, формирующую нашу Вселенную".
|
|
|
|
Источник
|
