Дуже великий телескоп вперше зафіксував процес розриву зорі

Дуже великий телескоп допоміг вперше спостерігати початкову фазу вибуху наднової в момент, коли ударна хвиля проходить крізь поверхню зорі та руйнує її. Спостереження провели всього за 26 годин після виявлення спалаху. Це дозволило астрономам точно визначити геометрію й форму вибуху. Дослідження опублікували в журналі Science Advances.

Художнє зображення вибуху наднової. ESO / L. Calçada

Як вченим вдалося спіймати момент вибуху?

Наднові — це фінальний етап життя масивних зірок і одне з найпотужніших явищ у Всесвіті. Під час вибуху зоря стискається, утворюючи ударну хвилю, яка проривається крізь її поверхню та викидає у космос величезну кількість речовини й енергії. Цей короткий початковий етап, відомий як «прорив ударної хвилі», триває лише кілька годин і визначає геометрію та динаміку всієї подальшої еволюції вибуху. Дотепер астрономи могли спостерігати лише залишки після вибуху, тоді як початкові етапи залишалися недосяжними для безпосереднього спостереження.

Завдяки новим спостереженням із Дуже великого телескопа науковці з’ясували, що до вибуху зоря SN 2024ggi була червоним надгігантом. Її маса у десятки разів перевищувала масу Сонця, а радіус був у 500 разів більшим за сонячний. Її виявили у галактиці NGC 3621, розташованій на відстані близько 22 млн світлових років від Землі. Яскравість зорі різко зросла, проте через її значні розміри, ударній хвилі знадобилося близько доби, щоб пройти крізь видиму поверхню зірки.

Для дослідження процесу застосували спектрополяриметрію — метод, який працює як оптичний томограф і дозволяє відтворити форму та геометрію випромінювання. Результати показали, що початковий викид речовини мав не сферичну, а витягнуту — оливкоподібну — форму і поширювався симетрично. Згодом фронт вибуху дещо сплющився, але зберіг осьову симетрію, що свідчить про наявність єдиного фізичного механізму, який керує вибухом у масивних зорях. Отримані результати дозволяють переглянути наявні моделі колапсу зоряних ядер, уточнити роль магнітних полів і потоків плазми у формуванні ударної хвилі й наближають вчених до розуміння того, як саме гинуть масивні зорі.

Чим ще дивують вибухи зір

🙅‍♀️ Хоча зазвичай червоні надгіганти завершують життєвий цикл вибухом наднової, астрономи зафіксували зорю, що натомість утворила навколо себе бульбашку газу та пилу розміром з тисячу Сонячних систем.

💥 Іноді ж наднові, навпаки, можуть вибухати двічі за своє життя — такий випадок астрономи теж вперше зафіксували за допомогою Дуже великого телескопа.

🤯 Вибухи зір є важливим джерелом елементів у Всесвіті: від них походить важливий для живих організмів вуглець, вони ж виявилися джерелом золота й урану, а також наповнили залізом Сонячну систему.