Новые горизонты астрофизики: наблюдения за остатками сверхновых открывают секреты Вселенной

Сверхновые типа Ia являются важными космологическими индикаторами, позволяя изучать тёмную энергию, а также являясь основным источником железа в нашей Галактике. Однако вопрос о природе их прародителей и механизме взрыва остаётся одной из важнейших нерешённых проблем астрофизики.

Накануне были представлены результаты высококачественных спектроскопических наблюдений молодого остатка сверхновой SNR 0509-67.5, расположенного в Большом Магеллановом Облаке. Специалисты обнаружили уникальную структуру, состоящую из двух оболочек: внешней, состоящей из высокоионизированного кальция [Ca XV], и внутренней из серы [S XII], наблюдаемой в выбросах от обратной ударной волны.

Новые исследования показывают, что внешняя оболочка кальция образовалась в результате гелиевой детонации в основании внешней оболочки, в то время как внутренняя оболочка была связана с детонацией углеродно-кислородного ядра. Это морфологическое распределение элементов средней массы соответствует прогнозируемым результатам двойной детонации белого карлика с массой ниже массы Чандрасекара, полученным в ходе гидродинамических симуляций взрывов.

Учёные также зафиксировали два отчётливых пика яркости кальция [Ca XV] в остатке сверхновой, что даёт убедительные доказательства существования взрывов с массой ниже массы Чандрасекара, вызванных механизмом двойной детонации. Это открытие способствует решению многолетнего спора о возможности взрыва сверхновой типа Ia на белом карлике с массой ниже массы Чандрасекара, а также открывает путь к объяснению сверхновых типа 1991T с использованием модели двойной детонации.

Результаты наблюдений над сверхновыми SN 2022joj и SN 2020eyj, обладающими признаками, схожими с сверхновыми типа 1991T, подтверждают возможность такого механизма взрыва.

Несмотря на ограничения в моделировании, недавние симуляции с учётом нелокального термодинамического равновесия показывают обнадеживающие результаты, которые могут объяснить наблюдаемые спектры сверхновых типа Ia, включая события, подобные 91T.

Данное открытие подчёркивает важность дальнейших наблюдений и моделирования эволюции остатков сверхновых, что позволит глубже понять процессы, происходящие в этих взрывах. Важным моментом является использование томографии остатков сверхновых, что позволяет исследовать внутренние выбросы с высоким пространственным разрешением.

Хотя наблюдения в фазе самого взрыва невозможны из-за высокой непрозрачности материала, детализированные исследования расширяющихся остатков позволят специалистам глубже понять механизмы нуклеосинтеза и структуру выбросов, возникших при взрывах сверхновых типа Ia.