С помощью наблюдений на Очень большом телескопе (VLT) астрономам удалось оценить первоначальную форму взрыва сверхновой. Геометрия взрыва может дать уникальную информацию об эволюции звезд и физических процессах, происходящих в их недрах в момент коллапса.
В течение большей части жизни типичная звезда сохраняет сферическую форму за счёт очень точного равновесия гравитации, которая стремится сжать ее, и внутреннего давления, которое стремится её расширить. Когда у звезды заканчивается топливо в ядре, её внутренний "термоядерный реактор" начинает работать с перебоями. Для массивных звезд это приводит к взрыву сверхновой. Инертное ядро умирающей звезды коллапсирует, а окружающее его вещество отскакивает и разгоняется.
Если этот отскок распространится наружу, звезда разрушается в результате мощнейшего взрыва. И если эту ударную волну засечь в момент, как только она прорвала поверхность звезды (shock breakout) и ещё не начала взаимодействовать с окружающим звезду веществом, можно оценить геометрию взрыва. Но этот момент всего несколько часов и обычно ускользает от наблюдений.
Так вот, 10 апреля 2024 года автоматические обсерватории обнаружили вспышку сверхновой в галактике NGC 3621. Она находится в направлении созвездия Гидра, примерно в 22 миллионах световых лет от нас. Сверхновая получила обозначение SN 2024ggi. Спустя 26 часов после вспышки, 11 апреля, этот объект удалось пронаблюдать телескопом VLT в Чили. Для столь большого телескопа это очень быстрая реакция.
Для наблюдений использовался инструмент FORS2, установленный на одном из телескопов комплекса VLT, применяющий технику спектрополяриметрии. Поляризация света несёт информацию о форме взрыва, хотя взрывающаяся звезда даже в такой большой телескоп выглядит как одиночная точка. Оказалось, что взрыв SN 2024ggi был несимметричным. Как выразились сами авторы исследования в релизе: "первоначальный выброс вещества имел форму оливки". Позже, когда ударная волна начала взаимодействовать с окружающим звезду газом, форма выброса стала более плоской, но ось симметрии осталась прежней.
Звезда-предшественник SN 2024ggi была красным сверхгигантом, массой 12-15 масс Солнца и радиусом около 500 солнечных. Это типичный представитель звёзд, которые завершают жизнь как сверхновые типа II. Подобные исследования позволят учёным лучше представлять механизм взрыва массивных звёзд. Сейчас в этой области ясно далеко не всё.
Credit: ESO/L. Calçada