Международная группа астрономов впервые получила визуальное подтверждение редкого механизма двойной детонации в сверхновой типа Ia, исследуя остатки сверхновой SNR 0509-67.5 в Большом Магеллановом Облаке. Ученые обнаружили химическую сигнатуру, соответствующую двухэтапному взрыву, что подтверждает теоретическую модель, не имевшую до сих пор прямых наблюдательных доказательств.
В журнале Nature Astronomy опубликовано исследование, которое возглавил Приям Дас, аспирант Университета Нового Южного Уэльса (Австралия). В работе приняли участие учёные из Европы и США.
Астрономы изучили остатки сверхновой, возраст которой около 400 лет. С помощью спектрографа MUSE на Очень Большом Телескопе (VLT) Европейской Южной Обсерватории (ESO) в Чили составили карту распределения химических элементов. Наличие двух слоев кальция позволило определить следы двух последовательных взрывов: первый произошел в тонком слое гелия, окружавшего белый карлик, а второй — в ядре звезды.
Открытие расширяет понимание сверхновых типа Ia, которые являются стандартами свечами для измерения расширения Вселенной. Гипотеза двойной детонации гласит, что некоторые белые карлики могут взрываться до достижения теоретического предела Чандрасекара (примерно 1,4 массы Солнца), после которого предположительно происходит термоядерный взрыв. Новые данные подтверждают существование такой сценарии в природе.
Новое понимание развития звезд и состава вселенной.
Классическая модель сверхновых типа Ia утверждает, что белый карлик в двойной системе аккумулирует массу до достижения предела Чандрасекара, из-за чего происходит термоядерный взрыв. В последнее время появилась альтернативная гипотеза: если на поверхности белого карлика накапливается гелий, первая детонация может вызвать второй взрыв в ядре, даже при общей массе звезды ниже критической.
Обсуждение модели двойной детонации шло давно, но прямых наблюдательных подтверждений не имелось. Ученые полагали, что такой взрыв оставит характерный химический след в остатках сверхновой — два отдельных слоя кальция, появившихся на разных этапах. Благодаря возможностям спектрографа MUSE эти слои были обнаружены в остатке SNR 0509-67.5, став первым прямым доказательством существования данного механизма.
Открытие меняет наше понимание сверхновых типа Ia, указывая на различие сценариев развития. Разные механизмы взрыва могут объяснить наблюдаемые вариации в яркости, что позволит уточнить космологические модели, использующие сверхновые для измерения расширения Вселенной.
Сверхновые типа Ia обогащают галактики тяжелыми элементами, включая железо.
Понимание причин их взрывов помогает восстановить химическую историю Вселенной. Возможность взрыва белых карликов до достижения предела Чандрасекара означает, что сверхновые типа Ia могут возникать чаще, чем предполагалось раньше, и это объясняет наблюдаемое количество железа во Вселенной.
Изучая остатки сверхновых с помощью новейших инструментов, например Чрезвычайно Большого Телескопа, ученые планируют выяснить частоту явления двойной детонации и его влияние на эволюцию звезд и галактик.