Виявлено форму наднової: перше в історії картографування кидає виклик моделям смерті зірок
Вчені вперше склали карту ранньої форми вибуху наднової, показавши, що ці смерті зірок не є симетричними подіями, як вважалося раніше. Відкриття, яке стало можливим завдяки оперативним спостереженням за допомогою Дуже Великого Телескопа (VLT) у Чилі, кидає виклик існуючим моделям того, як гинуть масивні зірки, і дає ключове розуміння фізики цих катаклізмів.
Початкове виявлення та швидка відповідь
10 квітня 2024 року система останнього оповіщення про зіткнення з Землею астероїдів (ATLAS) зафіксувала перше світло від наднової зірки – вибух зірки, яка в 12-15 разів масивніша за наше Сонце. Протягом 26 годин астрономи спрямували VLT на подію, позначену як SN 2024ggi, розташовану приблизно за 22 мільйони світлових років від нас у галактиці NGC 3621. Ця швидкість була критичною: початкову форму вибуху можна було приховати протягом 24 годин, оскільки ударна хвиля взаємодіяла з навколишнім газом.
Несподівана форма
Дані, отримані методом спектрополяриметрії, показали, що початкова ударна хвиля не була сферичною. Натомість вона була витягнутою вздовж однієї осі, нагадуючи оливу. Це означає, що енергія виділялася нерівномірно в усіх напрямках, що суперечить загальноприйнятому розумінню колапсу зірок.
Це відкриття важливе, оскільки воно вказує на спрямований механізм, що діє під час вибуху, те, що попередні моделі не врахували. Рання асиметрія свідчить про те, що фізика, яка керує викидами наднових, є складнішою, ніж вважалося раніше.
Як працює зоряна смерть: коротке пояснення
Масивні зірки зберігають свою форму в постійній боротьбі між силою тяжіння, що тягне всередину, і зовнішнім тиском ядерного синтезу. Коли термоядерний синтез припиняється, гравітація перемагає, спричиняючи колапс зірки. Цей колапс створює ударну хвилю, яка розриває зірку, вивільняючи величезну енергію.
Традиційно астрономи вважали, що ця ударна хвиля розширюється сферично. Однак SN 2024ggi показує, що початковий викид не був рівномірним, що вказує на зсув у напрямку вибуху. Навіть через 10 днів багаті на водень зовнішні шари зірки були вирівняні на одній осі, доводячи, що спрямована форма не була просто ранньою аномалією.
Наслідки для моделей наднових
Інструмент FORS2 на VLT, унікально розташований у південній півкулі для цього вимірювання, надав важливі дані. Спостереження вже виключили деякі існуючі моделі наднових, а інші підтвердили, що дало вченим змогу краще зрозуміти, як відбуваються ці вибухи.
“Це фундаментальне питання в астрофізиці: як масивні зірки закінчують своє життя? Це відкриття створює нові обмеження для моделей і може привести до кращого розуміння процесів, які формують Всесвіт”.
Дослідження, опубліковане в Science Advances 12 листопада 2024 року, знаменує собою поворотний момент у дослідженнях наднових. Вперше зафіксувавши початкову форму наднової зірки, астрономи відкрили нове вікно в насильницьку смерть зірок і основні фізичні процеси, які цим керують. Цей прорив, безсумнівно, змінить наше розуміння того, як важкі елементи утворюються та розсіюються по всьому космосу.
