Двойная смерть звезды: как сверхновые взрываются дважды

Астрономы впервые получили прямое визуальное доказательство того, что звезда может взорваться дважды. Это открытие, сделанное при изучении остатков сверхновой SNR 0509-67.5 с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской Южной Обсерватории (ESO), меняет наше понимание одного из самых важных типов космических взрывов — сверхновых типа Ia. Эти катастрофические события не только служат «стандартными свечами» для измерения расстояний во Вселенной, но и ответственны за создание тяжелых элементов, таких как железо, из которого состоит наша планета и даже наша кровь.

Долгое время считалось, что сверхновые типа Ia возникают, когда белый карлик — плотное ядро потухшей звезды — накапливает материю от звезды-компаньона, пока не достигнет критической массы и не взорвется. Однако новое исследование, опубликованное в Nature Astronomy, подтверждает альтернативную теорию: некоторые белые карлики взрываются дважды — сначала в результате детонации внешнего слоя гелия, а затем из-за взрыва углеродно-кислородного ядра. Это открытие не только решает давнюю загадку астрофизики, но и дает новый взгляд на механизмы, управляющие самыми мощными взрывами во Вселенной.

Как белые карлики взрываются дважды?

Белые карлики — это остатки звезд, подобных Солнцу, которые исчерпали свое ядерное топливо. Если такой объект находится в двойной системе, он может перетягивать вещество со звезды-соседа. В классической модели сверхновой типа Ia белый карлик постепенно набирает массу, пока не достигнет предела Чандрасекара (около 1,4 массы Солнца), после чего происходит термоядерный взрыв, полностью разрушающий звезду.

Однако новое исследование показывает, что взрыв может произойти раньше, если вокруг белого карлика накопится слой гелия. Когда этот слой становится нестабильным, происходит первая детонация, создающая ударную волну. Эта волна сжимает ядро звезды, запуская второй, более мощный взрыв. В результате образуется сверхновая, но не из-за достижения критической массы, а из-за каскадного термоядерного процесса.

Доказательство в остатках сверхновой

Команда астрономов под руководством Прияма Даса (Университет Нового Южного Уэльса) и Иво Зайтенцаля (Гейдельбергский институт теоретических исследований) обнаружила в остатке сверхновой SNR 0509-67.5 характерные следы двух отдельных слоев кальция, что соответствует предсказаниям модели двойной детонации. Эти данные были получены с помощью спектрографа MUSE на телескопе VLT, который позволил заглянуть в структуру взорвавшейся звезды спустя сотни лет после катастрофы.

Это открытие подтверждает, что не все сверхновые типа Ia возникают одинаково. Некоторые взрываются раньше, чем достигают предела Чандрасекара, что может объяснить наблюдаемое разнообразие в их свойствах.

Почему это важно для науки?

Сверхновые типа Ia играют ключевую роль в астрономии:

• Их предсказуемая яркость позволяет использовать их как «космические линейки» для измерения расстояний до далеких галактик.
• Именно наблюдения за этими взрывами привели к открытию ускоряющегося расширения Вселенной (Нобелевская премия по физике 2011 года).
• Они являются основными «поставщиками» тяжелых элементов, таких как железо, в космос.

Если некоторые сверхновые типа Ia взрываются по механизму двойной детонации, это может повлиять на точность космологических измерений. Понимание разных сценариев их возникновения поможет ученым уточнить модели эволюции Вселенной.

Новый взгляд на звездные катастрофы

Это открытие не только решает одну из давних загадок астрофизики, но и демонстрирует красоту и сложность звездных взрывов. Как отмечает Приям Дас, наблюдение за «слоистой структурой» остатков сверхновой — это не просто научное достижение, но и захватывающее зрелище, показывающее, как устроены самые мощные процессы во Вселенной.

Дальнейшие исследования помогут выяснить, насколько распространен механизм двойной детонации и как он влияет на наше понимание космоса. А пока астрономы могут с уверенностью сказать: звезды иногда умирают дважды.