Взорвавшаяся несколько сотен лет назад сверхновая SNR 0509-67,5 стала первым наглядным доказательством предсказанного ранее сценария образования сверхновых типа Ia.
Сверхновые типа Ia образуются в результате взрыва белого карлика, остывающей звезды, лишенной источника термоядерной энергии и светящейся лишь благодаря нагреву. Как может взорваться такая «мертвая» звезда? При достижении массы примерно 1,4 солнечной (предел Чандрасекара) в ней запустится термоядерный взрыв.
Необходимую массу для взрыва белый карлик может набрать, «своровав» вещество у звезды — соседки по двойной системе. Это значительно ограничивает параметры системы, в которой может произойти такое событие. Более того, по результатам наблюдений и компьютерного моделирования, большинство сверхновых Ia все же образуется из белых карликов, не достигших предела Чандрасекара.
С помощью расчетов и моделирования ученые показали, что механизмом образования сверхновых Iа из небольших белых карликов может быть двойной взрыв. Для этого белый карлик, состоящий из углерода и кислорода, должен быть покрыт тонкой гелиевой оболочкой. Гелий он может «захватить» у соседки по системе — гелиевой звезды или насыщенного гелием белого карлика. Это гораздо «проще», чем набрать массу до предела Чандрасекара.
Первый взрыв происходит в гелиевой оболочке из-за сжатия под действием притяжения и сопутствующего нагрева. От взрывной волны сжимается углеродно-кислородное нутро белого карлика. Так происходит второй взрыв, разрывающий звезду в сверхновую типа Ia. Компьютерное моделирование позволило ученым представить, как будет выглядеть остаток такого события. И вот они впервые увидели подтверждение расчетов.
SNR 0509-67,5 — остаток сверхновой в Большом Магеллановом Облаке, галактике — спутнике Млечного Пути. Сверхновая образовалась 300-350 лет назад. По ранее проведенным наблюдениям ученые предположили, что белый карлик взорвался, не достигнув предела Чандрасекара. Поэтому авторы новой научной работы решили внимательнее присмотреться к объекту. Наблюдения вели с помощью телескопа VLT.
Оказалось, остаток SNR 0509-67,5 состоит из двух «оболочек» ионизированного кальция с дополнительным слоем серы, как и предсказывало моделирование. Их форма и параметры точно совпадают со сценарием двойного взрыва.
Согласно обновленным расчетам, SNR 0509 была белым карликом массой чуть больше Солнца (1,028 солнечной массы). Его окутывала тонкая — всего 0,027 солнечной массы — оболочка из гелия. Именно она образовала внешний «пузырь» из кальция. За столетия после взрыва он значительно расширился и сейчас находится в 6,7 светового года от центра.
Внутренний «пузырь» из кальция — результат взрыва самого белого карлика. Его радиус — 5,6 светового года. Между слоями кальция, ближе к внешней оболочке, «просвечивает» слой серы. Яркие точки на опубликованных снимках — звезды, не имеющие отношения к сверхновой.
Открытие не означает, что все сверхновые типа Iа образуются только по такому сценарию. Более того, как отметили авторы исследования, при столкновении белых карликов оба объекта могут пройти через двойной взрыв, сбросив вещество. Гипотетически такое событие тоже может породить двойной «пузырь» из кальция, хоть у него и будут другие параметры. В общем, пока можно утверждать, что некоторые двойные взрывы белых карликов порождают сверхновые типа Iа.
Главное, что белые карлики с подходящими для двойного взрыва параметрами встречаются достаточно часто, чтобы объяснить наблюдаемую распространенность сверхновых типа Ia. Статья с описанием необычного остатка сверхновой SNR 0509 вышла в журнале Nature Astronomy.