Детонация гелия на поверхности белого карлика - причина повторных взрывов сверхновых - «Наука и технологии»

Известно, что практически все массивные звезды завершают свой жизненный цикл разрушительным взрывом, известным под названием взрыв сверхновой. После некоторых взрывов на месте звезды может образоваться черная дыра, но чаще всего там остается "огарок" большой звезды - белая карликовая нейтронная звезда. И, согласно результатам последних исследований, такая карликовая звезда, масса которой может быть сопоставима с массой Солнца, может взорваться еще раз при совпадении нескольких условий.

Главным условием повторного взрыва является то, что белая карликовая звезда должна являться одной из составляющих бинарной, т.е. двойной звездной системы. Сильнейшая гравитация карликовой звезды может "содрать" часть звездной материи со звезды-компаньона и в некоторый момент количества полученной материи станет достаточным для того, чтобы карликовая звезда взорвалась повторно. При этом, большинство таких повторных взрывов относятся к типу Ia.

Из-за однородности света и его чрезвычайной яркости (приблизительно в 5 миллиардов раз ярче света Солнца) взрывы сверхновых типа Ia часто используются в астрономии как опорные точки для измерения космических расстояний. Несмотря на это, у ученых-астрономов имеется еще целый ряд неразрешенных вопросов, касающихся процессов, порождающих такие высокоэнергетические космические катаклизмы. Дело поиска ответов на эти вопросы затрудняется еще тем, что такие повторные взрывы происходят в галактиках с высоким уровнем "звездной деятельности" в среднем раз в сто лет.

Международная группа ученых-астрономов, в состав которой входили ученые из Токийского университета (University of Tokyo), Института Кавли физики и математики Вселенной (Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, IPMU), Киотского университета и японской Национальной астрономической обсерватории (National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ), попыталась решить описанную выше проблему.

Для максимизации шансов быстрого обнаружения взрывов сверхновых типа Ia на самых ранних стадиях ученые использовали инструмент Hyper Suprime-Cam, установленный на телескопе Subaru Telescope, который позволяет получать моментальные снимки очень широкой области неба за один раз. Помимо этого, ученые разработали ряд компьютерных программ, позволяющих выделить данные о сверхновых из огромного потока данных, производимых телескопом во время проведения обзора. Именно эти программы позволили ученым обнаруживать взрывы сверхновых в режиме реального времени и изучать их особенности при помощи других астрономических инструментов.

В течение только одной ночи наблюдений ученые обнаружили более 100 кандидатов на взрывы сверхновых, включая взрывы, произошедшие только несколькими днями ранее. И им удалось обнаружить один взрыв сверхновой типа Ia, произошедший всего днем ранее момента проведения наблюдений. А самым примечательным является то, что обнаруженный взрыв по спектральным характеристикам света, по изменениям света с течением времени и другим параметрам кардинально отличался от всех других известных ученым взрывов типа Ia.

Собранные учеными данные указывают на то, что взрыв был вызван детонацией скоплений гелия на поверхности белого карлика. И эта детонация стала инициатором цепной реакции, которая привела к взрыву всей карликовой звезды. Это предположение уже можно рассматривать как подтвержденный факт, данные расчетов соответствующих математических моделей, выполненных на суперкомпьютере ATERUI, почти полностью совпадают с реальными данными, полученными в ходе наблюдений. "Нам удалось получить первые реальные доказательства, которые полностью поддерживают одну из весьма необычных теоретических моделей звездных взрывов" - пишут исследователи.

И в заключение следует заметить, что данные исследования являются лишь первым шагом на пути к пониманию процессов и причин возникновения взрывов сверхновых типа Ia. А дальнейшие наблюдения за взрывами должны дать ученым в руки еще больше важной информации, которая позволит провести проверку еще целого ряда имеющихся теорий.