Впервые ученые составили карту ранней формы взрыва сверхновой, показав, что эти звёздные смерти не являются симметричными событиями, как предполагалось ранее. Это открытие, ставшее возможным благодаря оперативным наблюдениям с использованием Очень Большого Телескопа (VLT) в Чили, бросает вызов существующим моделям того, как умирают массивные звезды, и предоставляет ключевые сведения о физике этих катастрофических событий.
Первоначальное обнаружение и оперативная реакция
10 апреля 2024 года система Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) зафиксировала первый свет от сверхновой – взрыва звезды в 12–15 раз массивнее нашего Солнца. В течение 26 часов астрономы направили VLT на это событие, обозначенное как SN 2024ggi, расположенное примерно в 22 миллионах световых лет в галактике NGC 3621. Эта скорость была критически важна: первоначальная форма взрыва могла бы быть скрыта в течение суток, когда ударная волна взаимодействовала бы с окружающим газом.
Неожиданная форма
Данные, полученные с помощью метода спектрополяриметрии, показали, что первоначальная ударная волна не была сферической. Вместо этого она была вытянута вдоль одной оси, напоминая оливу. Это означает, что энергия не высвобождалась равномерно во всех направлениях, что противоречит общепринятому пониманию коллапса звезды.
Это открытие имеет важное значение, поскольку оно указывает на направленный механизм, действующий во время взрыва, чего предыдущие модели не учитывали. Ранняя асимметрия предполагает, что физика, управляющая выбросами сверхновых, сложнее, чем считалось ранее.
Как работает звёздная смерть: краткое объяснение
Массивные звезды поддерживают свою форму в постоянной борьбе между гравитацией, тянущей внутрь, и наружным давлением от ядерного синтеза. Когда синтез прекращается, гравитация побеждает, заставляя звезду коллапсировать. Этот коллапс генерирует ударную волну, которая разрывает звезду на части, высвобождая огромную энергию.
Традиционно астрономы считали, что эта ударная волна расширяется сферически. Однако SN 2024ggi показывает, что первоначальный выброс не был равномерным, что указывает на смещение в направлении взрыва. Даже спустя 10 дней внешние слои звезды, богатые водородом, были выровнены по той же оси, что доказывает, что направленная форма была не просто ранней аномалией.
Последствия для моделей сверхновых
Инструмент FORS2 на VLT, уникально расположенный в Южном полушарии для проведения этого измерения, предоставил критически важные данные. Наблюдения уже исключили некоторые существующие модели сверхновых, одновременно подтвердив другие, что дало ученым лучшее понимание того, как происходят эти взрывы.
«Это фундаментальный вопрос в астрофизике: как массивные звезды завершают свою жизнь? Это открытие предоставляет новое ограничение для моделей и может привести к лучшему пониманию процессов, формирующих вселенную».
Исследование, опубликованное в Science Advances 12 ноября 2024 года, знаменует поворотный момент в исследованиях сверхновых. Впервые зафиксировав первоначальную форму сверхновой, астрономы открыли новое окно в насильственную смерть звезд и лежащую в ее основе физику, которая ее движет. Этот прорыв, несомненно, изменит наше понимание того, как образуются и рассеиваются тяжелые элементы по всей космосу.
