Быстрые наблюдения с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO) запечатлели взрыв звезды в момент, когда взрывная волна прорвалась через ее поверхность. Этот момент позволил увидеть форму взрыва на самой ранней стадии — взрыв был настолько кратковременным, что через сутки исчез бы из поля зрения. Ученые давно надеялись наблюдать этот начальный момент, поскольку он помогает ответить на ключевые вопросы о том, как массивные звезды заканчивают свою жизнь в виде сверхновых.
SN 2024ggi была впервые замечена в ночь на 10 апреля 2024 года по местному времени. В этот момент И Ян, доцент Пекинского университета Цинхуа и ведущий автор исследования, только что прибыл в Сан-Франциско после долгого перелета. Понимая срочность ситуации, он действовал быстро. Двенадцать часов спустя он подал запрос на наблюдение в ESO, который вскоре был одобрен. К 11 апреля, всего через 26 часов после открытия, VLT в Чили уже наблюдал за этим событием.
Сверхновая находится в галактике NGC 3621, в направлении созвездия Гидры, примерно в 22 миллионах световых лет от нас. Для астрономов это расстояние достаточно близкое, чтобы исследовать взрыв в мельчайших деталях. Используя VLT и специальные инструменты, международная команда зафиксировала раннюю стадию взрыва. Первые наблюдения VLT зафиксировали фазу, во время которой вещество, ускоренное взрывом вблизи центра звезды, прорвалось через поверхность звезды. В течение нескольких часов астрономам удалось изучить геометрию звезды и ее взрыв.
Геометрия взрыва сверхновой предоставляет фундаментальную информацию о звездной эволюции и физических процессах, приводящих к этим космическим фейерверкам. Ученые все еще исследуют точные этапы, которые вызывают взрывы массивных звезд, которые определяются как звезды, масса которых превышает массу Солнца более чем в восемь раз. SN 2024ggi начинала как красный сверхгигант с массой от 12 до 15 раз больше массы Солнца и радиусом в 500 раз больше. Это делает ее типичным примером массивной звезды, приближающейся к концу своей жизни.
На протяжении всей своей жизни звезда сохраняет стабильную сферическую форму, поскольку гравитация тянет ее внутрь, а давление ядерного синтеза толкает наружу. Когда звезда исчерпывает свое топливо, этот баланс нарушается. Ядро схлопывается, внешние его слои «падают» внутрь, а затем отскакивают от плотного центра. Этот отскок запускает ударную волну, которая распространяется наружу, в конечном итоге разрывая звезду на части.
Как только ударная волна достигает поверхности, высвобождается огромное количество энергии, и сверхновая становится видимой. В течение короткого промежутка времени, прежде чем взрыв вступает во взаимодействие с окружающим материалом, астрономы могут изучить первоначальную форму взрыва.
Чтобы зафиксировать эту раннюю структуру, астрономы использовали метод, называемый «спектрополяриметрия». Спектрополяриметрия дает информацию о геометрии взрыва, которую другие типы наблюдений не могут предоставить из-за слишком малых угловых масштабов. Хотя взрывающаяся звезда выглядит как единичная точка света, поляризация этого света содержит тонкие сигналы о форме взрыва, которые команда успешно расшифровала.
Инструмент FORS2 телескопа VLT, единственное устройство в южном полушарии, способное производить такого рода измерения, показал, что первый выброс материала имел форму оливки. По мере расширения взрыва и столкновения с материалом, окружающим звезду, форма стала более плоской, хотя ось симметрии осталась неизменной. Эти результаты указывают на общий физический механизм, который приводит к взрыву многих массивных звезд, проявляющийся в четко выраженной осевой симметрии и действующий в больших масштабах.
Ранее мы рассказывали, что астрономы обнаружили родственников «Семи сестер».
