Ученые впервые обнаружили визуальное доказательство двойного взрыва сверхновой

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. Это открытие подтверждает теоретическую модель, которая до сих пор не находила прямых наблюдательных доказательств.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, проводилось под руководством Прияма Даса, аспиранта Университета Нового Южного Уэльса (Австралия), при участии ученых из Европы и США.

Остатки сверхновой, изученные командой, относятся к событию, произошедшему около 400 лет назад. С помощью спектрографа MUSE, установленного на Очень Большом Телескопе (VLT) Европейской Южной Обсерватории (ESO) в Чили, астрономы смогли составить карту распределения химических элементов в выброшенных газах. Наличие двух отдельных слоев кальция позволило впервые идентифицировать видимые следы двух последовательных взрывов: первый произошел в тонком слое гелия, окружавшего белый карлик, а второй — в ядре самой звезды.

Это открытие заполняет важный пробел в понимании сверхновых типа Ia, которые играют ключевую роль в современной космологии как стандартные свечи для измерения расширения Вселенной. Механизм двойной детонации предполагает, что некоторые белые карлики могут взрываться, не достигая теоретического предела Чандрасекара (примерно 1,4 массы Солнца), после которого, как считалось ранее, происходит термоядерный взрыв. Новые данные подтверждают, что такой сценарий не только возможен, но и действительно существует в природе.

Новый взгляд на эволюцию звезд и химию Вселенной

Классическая модель сверхновых типа Ia предполагает, что белый карлик в двойной системе накапливает массу, пока не превысит предел Чандрасекара, что приводит к термоядерному взрыву. Однако в последние годы появилась альтернативная гипотеза: если на поверхности белого карлика накапливается гелий, первая детонация может спровоцировать второй взрыв в ядре, даже если общая масса звезды ниже критической.

Хотя модель двойной детонации давно обсуждалась, до сих пор не было прямых наблюдательных подтверждений. Ученые предполагали, что такой взрыв оставит характерный химический след в остатках сверхновой — два отдельных слоя кальция, образовавшихся на разных этапах. Благодаря возможностям спектрографа MUSE эти слои были обнаружены в остатке SNR 0509-67.5, что стало первым прямым доказательством существования данного механизма.

Это открытие меняет наше понимание сверхновых типа Ia, указывая на то, что не все они развиваются по одному сценарию. Разные механизмы взрыва могут объяснять наблюдаемые вариации в их яркости, что позволит уточнить космологические модели, использующие сверхновые для измерения расширения Вселенной.

Кроме того, сверхновые типа Ia играют ключевую роль в обогащении галактик тяжелыми элементами, такими как железо. Понимание механизмов их взрывов помогает реконструировать химическую историю Вселенной. Возможность взрыва белых карликов до достижения предела Чандрасекара означает, что сверхновые типа Ia могут возникать чаще, чем считалось ранее, что также объясняет наблюдаемое обилие железа в космосе.

Хотя исследование SNR 0509-67.5 стало важным шагом, ученые планируют продолжить изучение других остатков сверхновых с помощью новых инструментов, таких как Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT). Это поможет определить, насколько распространен механизм двойной детонации и как он влияет на эволюцию звезд и галактик.