Ученые впервые наблюдали взрыв сверхновой внутри другой звезды

Астрономы зафиксировали необычный взрыв сверхновой в ста миллионах световых лет от Земли. Детальное изучение показало, что в этом событии участвовали не одна, а две звезды. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Сверхновая LSQ14fmg, о которой идет речь, относится к типу Ia. Несмотря на то, что сверхновые этого типа не такие уж редкие, до сих пор ученые очень мало знали об их происхождении кроме того, что они — результат термоядерного взрыва белых карликов, входящих в системы двойных звезд.

При этом они настолько мощные, что их продукты формируют целые галактики, и настолько яркие, что их можно наблюдать с Земли, даже если они находятся на расстоянии в миллиарды световых лет от нас. Кроме того, изучение сверхновых типа Ia привели в свое время к открытию темной энергии, которая, по мнению ученых ответственна за ускоренное расширение Вселенной.

Ученые, работающие в обсерваториях Лас-Кампанас в Чили и Роке-де-лос-Мучачос на Канарских островах, сразу после взрыва заметили, что LSQ14fmg по своим характеристикам не похожа на другие сверхновые. Несмотря на это, это был один из самых ярких взрывов в своем классе, яркость его увеличивалась чрезвычайно медленно по сравнению с другими объектами типа Ia.

Обычно яркость сверхновых Ia нарастает, а затем опускается в течение нескольких недель по мере того, как радиоактивный никель, образовавшийся во время взрыва сначала распространяется в пространстве, а потом распадается на кобальт и железо.

Но исследователи увидели, что выделение большого количества света LSQ14fmg было связано не только с распадом никеля, но и с ударным взаимодействием с какой-то внешней оболочкой, при котором произошло образование окиси углерода.

Они предположили, что сверхновая взорвалась внутри того, что раньше было звездой асимптотической ветви гигантов (AGB), находящейся на пути ее превращения в планетарную туманность. Теоретические расчеты подтвердили гипотезу ученых.

Авторы считают, что взорвавшийся белый карлик сначала вращался вокруг звезды AGB, которая постепенно теряла свою массу из-за звездного ветра. Когда потеря массы резко прекратилась, вокруг звезды образовалась материальная оболочка — кольцо вещества, из которого со временем могла образоваться планетарная туманность. Волна термоядерного взрыва белого карлика ударилась об эту оболочку, что привело к дополнительному медленному усилению света, которое и наблюдали астрономы.

«Это первое подтвержденное доказательство того, что сверхновая типа Ia может взорваться в системе пост-AGB, или протопланетных туманностей, что является важным шагом в понимании происхождения сверхновых этого типа, — приводятся в пресс-релизе Университета штата Флорида слова руководителя исследования, доцента физики Эрика Сяо (Eric Hsiao). — Такие сверхновые особенно сложны для наблюдения, потому что их можно спутать с обычными сверхновыми, которые мы используем для изучения темной энергии. Но они дают нам лучшее понимание возможного происхождения сверхновых типа Ia».

Ученые отмечают, что по сути взрыв сверхновой LSQ14fmg был слиянием ядра звезды AGB и белого карлика, вращающегося внутри нее.