Взорвавшаяся дважды: сверхновая предлагает астрономам больше вопросов, чем ответов

Все сверхновые являются взрывающимися звездами. Но природа взрыва сверхновой сильно различается. Один тип, названный сверхновыми типа 1a, включает двойную звезду, где одна из пары является белым карликом. И хотя сверхновые всех типов обычно включают в себя один взрыв, астрономы обнаружили нечто, что разрушает эту форму: сверхновая типа 1a, которая, возможно, взорвалась дважды.


Статья, посвященная этому открытию, называется «SN 2022joj: потенциальная двойная детонация с тонкой гелиевой оболочкой». Она еще не опубликована и доступна на сайте допечатной подготовки arxiv.org. Ведущим автором является Эстефания Падилья Гонсалес из физического факультета Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и обсерватории Лас-Кумбрес.

Обычно сверхновая проходит через одиночный взрыв, в результате которого звезда быстро увеличивает свою яркость в несколько миллионов раз и затем постепенно истощается. Однако сверхновая с названием SN 2022joj, которая также относится к типу Ia, показала необычное поведение.

Астрономы с помощью спектроскопии и изучения кривой блеска пришли к выводу, что данная сверхновая могла претерпеть двойной взрыв вместо одиночного. Это явление происходит, когда белый карлик аккумулирует слой гелия, который затем воспламеняется. В отличие от других типов взрывов, которые остаются достаточно слабыми, сверхновые с двойным взрывом называются «субсветящимися сверхновыми».

Появление сверхновых с двойным взрывом, хоть и редкое, но не является необычным явлением в астрономии. Эти сверхновые возникают, когда белый карлик в звездной системе накапливает слой гелия, который затем воспламеняется. На отличие от других типов взрывов, белый карлик не достигает предела Чандрасекара (верхней границы массы белого карлика), поэтому взрыв субсветящихся сверхновых относительно тусклый.

Однако не только тусклость свидетельствует о двойном взрыве сверхновой. У таких сверхновых также характерна необычная кривая блеска, где красный свет проявляется за несколько дней до достижения максимальной яркости. После этого пика кривая блеска начинает напоминать типичную сверхновую типа 1a. Но у SN 2022joj есть два различных пика, первый из которых ярко-красный, но постепенно смещается в сторону синего.



Это наблюдение указывает на необычное поведение сверхновой и может быть связано с двойным взрывом. Спектроскопические данные также подтверждают наличие гелиевой оболочки внутри SN 2022joj, которая могла быть получена от звезды-компаньона. Это дополнительное вещество, вместе с созданием изотопа никеля 56 (56Ni), может послужить объяснением двух различных пиков яркости и необычных черт в спектре сверхновой.

Несмотря на это, вспышка в одной сверхновой типа Ia не может быть использована в качестве однозначного подтверждения наличия двойного взрыва. Требуются дополнительные наблюдения и более детальные моделирования, чтобы полностью понять и объяснить все аспекты данного явления.

Пока что исследователи не могут с полной уверенностью подтвердить, что SN 2022joj является ярким примером сверхновой с двойной детонацией. Небулярные спектры (спектры туманностей) в SN 2022joj содержат сильные линии излучения Fe III, которые не соответствуют тем, что ожидали бы от двойной детонации. Этот факт вызывает вопросы об объяснении происхождения наблюдаемого спектра.

Чтобы полностью понять и объяснить феномен SN 2022joj, требуется более детальное моделирование, которое будет учитывать различные физические факторы, такие как эффекты угла обзора. Дополнительное исследование необходимо для проверки того, может ли модель с двойной детонацией объяснить спектр туманности наблюдаемой сверхновой.

Сверхновые играют важную роль в эволюции и формировании Вселенной. Они синтезируют и распространяют различные химические элементы, включая тяжелые металлы, такие как железо, которые затем становятся строительными блоками для формирования планет и других небесных тел. Сверхновые типа Ia особенно важны в контексте синтеза элементов группы железа, таких как титан или цинк.