Астрономи вперше зафіксували зірку в момент перетворення на наднову

Досі вченим не вдавалося зафіксувати момент самого початку вибуху наднових, що могло б розповісти про фізику процесу на ранніх стадіях катастрофи. Але цього разу удача усміхнулася астрономам. Неймовірна оперативність керівництва Європейської південної обсерваторії (ESO) дозволила протягом доби надати вченим найпотужніший наземний телескоп для спостереження за щойно виявленою надновою, скасувавши всі заплановані роботи.

Вибух наднової SN 2024ggi в уявленні художника. Джерело зображення: ESO

Наднова SN 2024ggi була виявлена 10 квітня 2024 року в галактиці NGC 3621, розташованій на відстані 22 млн світлових років від Землі в напрямку сузір'я Гідри. Це подія являє собою вибух червоного надгіганта масою від 12 до 15 мас Сонця і радіусом у 500 разів більшим за сонячний, що класифікує його як типовий вибух наднової масивної зірки (з масою понад вісім сонячних). Оперативно подана заявка на позачергове спостереження за об'єктом дозволила протягом 12 годин отримати дозвіл для аналізу події.

Заявка була схвалена в терміновому порядку, що дозволило провести спостереження за допомогою Дуже великого телескопа (VLT) ESO в Чилі вже 11 квітня 2024 року — всього через 26 годин після відкриття наднової. Це було унікальне спостереження: початкова фаза вибуху, коли ударна хвиля проривається через поверхню зірки, триває всього кілька годин, після чого об'єкт починає взаємодіяти з навколишнім середовищем і перетворюється на кулю киплячої плазми, у якої вже немає деталей.

Для аналізу первинної геометрії вибуху команда застосувала спектральну поляриметрію — техніку, що використовує інструмент FORS2 на VLT, єдиний у південній півкулі, здатний проводити такі вимірювання. Цей метод виявляє форму вибуху, оскільки в сферичних об'єктах (зокрема, у зірці) поляризація фотонів компенсується і дорівнює нулю, а ненульова поляризація вказує на асиметрію явища, що дає можливість реконструювати розповсюдження плазми вибуху.

Спостереження зафіксували момент, коли ударна хвиля від вибуху в центрі зірки прорвала її поверхню, прискорено виштовхуючи речовину назовні протягом кількох годин. Це дозволило одночасно вивчити геометрію зірки та її вибуху. Результати показали, що початковий імпульс вибуху мав форму оливки — овальну, стиснуту по осях, — яка потім сплющувалася при зіткненні з навколишнім середовищем, зберігаючи при цьому осеву симетрію.

Відкриття вказало на наявність загального фізичного механізму, що керує вибухами багатьох масивних зірок, який проявляється в чіткій осьовій симетрії на великих масштабах: колапс ядра зірки та відскок ударної хвилі розповсюджуються назовні, руйнуючи зірку та вивільняючи енергію при прориві поверхні. Це спростовує деякі існуючі моделі наднових і уточнює інші, прояснюючи істинні, а не теоретичні механізми вибуху наднових з масивних зірок. Якщо можна перефразувати відому приказку: «Краще один раз побачити, ніж тисячу разів розрахувати».

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки