Новые доказательства того, что некоторые сверхновые могут быть вызваны «двойным взрывом»

Новые данные, полученные при изучении остатка сверхновой возрастом около 300 лет в Большом Магеллановом Облаке, позволяют предположить, что некоторые сверхновые типа Ia могут возникать в результате "двойного взрыва" – когда сначала воспламеняется оболочка гелия, что запускает второй взрыв ядра белого карлика до достижения им критической массы.

"В то время как сама физика этого процесса интересна, ключевой вопрос, который он поднимает, заключается в том, все ли сверхновые типа Ia одинаково яркие", – пишет Джон Тиммер из Ars Technica. "Если они могут взрываться с значительно меньшей массой, чем необходимо для прямого воспламенения ядра, то вполне возможно, что некоторые из них могут быть значительно менее яркими".

Однако исследовательская группа отмечает, что дополнительные факторы – такие как влияние двойных систем или вторичные взрывы – могут еще больше усложнить картину. Ars Technica сообщает: "Взрывы в углеродно-кислородном ядре и в богатой гелием оболочке приводят к качественно различным продуктам выхода", – пишут исследователи в своей статье, описывающей данную работу.

В статье они сосредотачиваются на кальции, который можно получить двумя способами. Один – из внешней оболочки гелия посредством термоядерного синтеза до того, как взрыв разбавит материал. Вторая партия кальция образуется в результате термоядерного синтеза материала ядра, когда он выбрасывается в сверхновой, что предотвращает дальнейшие реакции синтеза, превращающие его в более тяжелые элементы. (Материал, находящийся глубже в ядре, действительно подвергается синтезу в более тяжелые элементы).

Поскольку он образуется в результате обоих взрывов, модели предсказывают, что расширяющаяся сфера обломков будет содержать два разных слоя кальция, разделенных некоторым пространством. Чтобы найти доказательства этих слоев, исследователи изучили более старый остаток сверхновой, что позволило материалу переместиться на достаточное расстояние, чтобы слои можно было различить с Земли.

Они сосредоточили свои наблюдения на остатке сверхновой под названием SNR 0509-67.5, расположенном в соседнем Большом Магеллановом Облаке. Предполагается, что SNR 0509-67.5 имеет возраст чуть более 300 лет, что означает, что материал успел переместиться на значительное расстояние от места взрыва. С помощью спектрографа на Очень Большом Телескопе они смогли различить, по сути, сферический "бутерброд" из серы, в котором роль хлеба играл кальций. Другими словами, если бы вы путешествовали от места взрыва, вы бы сначала столкнулись со слоем ионизированного кальция, затем с ионизированной серой, а затем с вторым слоем ионизированного кальция.

Это именно то, что предсказывают компьютерные модели, симулирующие двойные взрывы. Таким образом, исследователи полагают, что это является сильным подтверждением данной гипотезы.

Исследователи утверждают, что детали указывают на то, что SNR 0509-67.5 был белым карликом с массой, примерно равной массе Солнца, когда он взорвался, и что его взрыв, вероятно, был вызван детонацией гелиевой оболочки массой всего три процента от массы Солнца.