Самый ранний взгляд на звездный взрыв показывает, что ударные волны не распространяются симметрично
Начальная ударная волна от недавно вспыхнувшей поблизости сверхновой (на рисунке) была сильно асимметричной и имела оливковую форму, что позволяет предположить, что послужило толчком к взрыву.
Л. Кальсада/ESO
Прочтите эту статью
Это история, написанная человеком и озвученная искусственным интеллектом. Есть отзывы? Примите участие в нашем опросе. (Ознакомьтесь с нашей политикой в области искусственного интеллекта здесь).
Когда вспыхнула одна из сверхновых, она была похожа на маслину — по крайней мере, до того, как ее встряхнули.
Это открытие, опубликованное в журнале Science Advances от 12 ноября, основано на новых наблюдениях, проведенных после гибели массивной звезды. Это одно из самых полных из когда-либо сделанных изображений первых моментов вспышки сверхновой, и полученные данные дают астрономам важные подсказки о том, как начинаются эти взрывы.
10 апреля 2024 года в соседней галактике была обнаружена сверхновая. В течение следующих 26 часов международное сотрудничество астрономов приступило к работе, чтобы собрать дополнительные данные о взрыве, пока он не зашел слишком далеко. Их усилия позволили получить самое раннее представление о форме любой сверхновой — взрывной смерти массивной звезды — и показали, что взрывная волна пробивает поверхность звезды.
“Это очень важный набор наблюдений”, — говорит астрофизик Адам Берроуз из Принстонского университета, который не принимал участия в исследовании. “Современная теория взрывов сверхновых, похоже, в общих чертах подтверждается этими данными”.
Большую часть своей жизни звезды, масса которых по меньшей мере в восемь раз превышает массу Солнца, создают внешнее давление за счет слияния атомов водорода и гелия в своем ядре, противодействуя гравитации. Но как только у этих звезд заканчивается топливо, это давление исчезает, и ядро разрушается. Верхние слои звезды следуют их примеру, и когда они попадают в ядро, то создают отражающуюся ударную волну, которая раскалывает поверхность звезды и высвобождает огромное количество энергии и света, которые мы наблюдаем как вспышку сверхновой. Как именно начинается ударная волна — это давний вопрос.
К счастью, по форме ударной волны можно определить, что ее вызвало. Но этот мимолетный снимок необходимо запечатлеть до того, как ударная волна разрушится из-за окружающего звезду материала, что может занять всего несколько часов.
Чтобы сделать снимок сверхновой в апреле 2024 года, астрономы использовали очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили, который позволил увидеть поляризацию, или ориентацию, света сверхновой. Используя метод, называемый спектрополяриметрией, исследователи использовали поляризацию света, чтобы воссоздать форму взрыва в его первые моменты. Их результаты показали, что свет исходил не равномерно, как от обычной звезды, а вытянуто, в форме оливы.
“Самые первые [частицы света] и вещества не вылетают сферически с поверхности звезды”, — говорит соавтор исследования И Ян, астроном из Университета Цинхуа в Пекине. “С научной точки зрения это очень важно, потому что характерная форма ударной волны во многом говорит нам о том, как она возникла в самом сердце звезды”.
Хотя полученные данные не могут полностью объяснить, как возникает сверхновая такого типа, они сужают возможности.
Наблюдения подтверждают теорию о том, что ударная волна инициируется призрачными субатомными частицами, называемыми нейтрино, получающими энергию глубоко в недрах звезды, которая нагревает падающие верхние слои, подобно кипящей воде в кастрюле. Подобно тому, как кипящая вода беспорядочно пузырится, вещество звезды пузырится неравномерно, что в конечном итоге приводит к образованию асимметричной ударной волны. По словам Берроуза, эта общая теория, похоже, подтверждается данными, но конкретные детали все еще нуждаются в проработке. А для этого потребуется больше наблюдений.
“Это уникальный набор данных, который может предвещать гораздо лучшие результаты в будущем, поскольку мы начинаем видеть, что [предстоящие исследования] позволят обнаружить гораздо больше таких сверхновых”, — говорит Берроуз. “Если хотя бы часть из них удастся проследить с такой точностью, я думаю, мы станем свидетелями новой эры диалога между теоретическим изучением этих взрывов и их подтверждением наблюдениями”.