Когда самые массивные белые карлики, достигающие примерно 1,4 солнечной массы, завершают свое существование термоядерным взрывом, происходит сверхновая типа Ia. Тем не менее, механизм «смерти» таких белых карликов и протекающие при этом процессы до сих пор являются предметом дискуссий между различными группами астрофизиков. Новый анализ, основанный на данных о 3628 вспышках сверхновых, позволил сформировать самую обширную статистическую выборку, охватывающую разнообразные сценарии космических событий — от столкновений звезд до аккреции вещества в двойных системах.
Сверхновые типа Ia получили название «стандартные свечи космологии» благодаря их красному смещению (используя данные об их движении и характеристиках, возможно определить расстояние до галактик. Эти объекты формируются вследствие взрывов белых карликов, чья светимость приблизительно одинакова. Именно эти явления привлекли внимание астрономов в конце двадцатого века, что позволило им сделать вывод об ускоренном расширении Вселенной.
Хотя в 2024 году данные, полученные с Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) позволили предположить, что скорость расширения Вселенной не одинакова (поскольку наблюдаются некоторые «напряжения» в измерениях постоянной Хаббла), а в научном сообществе все чаще сомневаются в существовании темной энергии, ученые, работающие на установке для поиска транзиентов имени Цвикки надеются уточнить скорость расширения Вселенной и понять природу темной энергии, наблюдая за «смертью» нескольких тысяч белых карликов.
Результаты научной работы, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics действительно впечатляют: международная исследовательская группа под руководством профессора Кейт Магуайр (Kate Maguire) из Тринити-колледжа (Ирландия) проанализировала рекордно большой массив данных о вспышках сверхновых типа Ia и создала каталог под названием DR2, в котором содержатся данные о 3628 событиях, наблюдавшихся с марта 2018-го по декабрь 2020 года.
Стоит подчеркнуть, что объем этих данных почти в десять раз превышает размеры всех предыдущих опубликованных выборок, включающих подобные объекты. Использование больших наборов данных позволяет убедиться в том, насколько согласованно сверхновые располагаются в калибровочной шкале, что является ключевым фактором для получения точных измерений скорости расширения Вселенной).
Наблюдения проводились с использованием 120-сантиметрового зеркально-линзового телескопа Шмидта, расположенного в Паломарской обсерватории (США). Этот инструмент позволил астрономам обнаружить чрезвычайно слабые сверхновые, которые не удалось зафиксировать в других обзорах. В этих тусклых, едва заметных вспышках ученые выявили сложные космические процессы: белые карлики, как выяснилось, прекращают свое существование различными способами (несмотря на то, что сверхновые типа Ia считаются однородными, они могут демонстрировать незначительные отличия в кривых блеска и спектрах).
Среди наиболее захватывающих открытий оказалось подтверждение того, что некоторые белые карлики переживали взрывы, поглощая при этом соседние звезды. Другие световые явления возникали в результате столкновения двух светил, что вызывало мощнейшую вспышку, остающуюся видимой на протяжении нескольких месяцев. Полученные данные демонстрируют широкий диапазон яркостей: одни вспышки едва регистрировались приборами, а другие оставались заметными на протяжении многих лет.
Ученых также побуждают к переоценке подходов к «стандартизации» сверхновых типа Ia, используемых для определения расстояний во Вселенной. Если каждая сверхновая обладает столь заметными различиями в яркости и других характеристиках, это может сказаться на достоверности расчетов темной энергии и, соответственно, на понимании развития Вселенной. А это, напомним, вопрос и без того спорный.
В ходе исследования авторы указали, что текущие кривые блеска были получены с использованием метода «принудительной фотометрии», и им предстоит выполнить дополнительные проверки. Кроме того, каталог DR2 на данный момент не рекомендуется использовать для непосредственного расчета параметров темной энергии или постоянной Хаббла, поскольку в измерениях присутствует небольшая (но значимая) нелинейность и существуют определенные калибровочные нюансы. Тем не менее, работы по внесению корректировок уже ведутся: выпуск окончательной версии (DR2.5) запланирован на конец 2025 года.
К 2025–2026 годам астрономы планируют завершить наблюдения и получить данные о более чем восьми тысячах сверхновых Ia. Этот объем информации позволит значительно улучшить понимание скорости расширения Вселенной, ее структуры, эволюции звездных систем и природы темной энергии.