Все сверхновые — это взрывающиеся звезды. Но природа взрыва сверхновой весьма различается. Один тип, названный сверхновыми типа 1а, включает в себя двойную звезду, одна из пары которой является белым карликом. И хотя сверхновые всех типов обычно вызывают один взрыв, астрономы нашли кое-что, что разрушает этот шаблон: сверхновую типа 1а, которая могла взорваться дважды. Сверхновые типа 1А возникают в двойных звездах, где одна звезда является белым карликом, а другая — от массивной звезды до другого белого карлика. Поскольку первичный белый карлик откачивает материал от своего вторичного компаньона, он в конечном итоге набирает достаточную массу и превышает предел Чандрасекара. Когда это происходит, это вызывает катастрофический взрыв. Но сверхновая типа 1a под названием SN 2022joj демонстрирует странное поведение. Это заставило авторов новой статьи предположить, что сверхновая могла взорваться дважды. Более того, чтобы взорваться, не обязательно было превышать предел Чандрасекара.
Статья называется «SN 2022joj: потенциальная двойная детонация с тонкой гелиевой оболочкой». Он еще не опубликован и доступен на сервере препринтов arXiv. Ведущий автор — Эстефания Падилья Гонсалес с факультета физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и обсерватории Лас-Кумбрес. Звезды с двойной детонацией редки, но не являются чем-то необычным. Они происходят, когда белый карлик накапливает слой гелия, который воспламеняется. В этих типах взрывов белый карлик не превышает предел Чандрасекара, и взрыв относительно тусклый. Эти типы дважды взрывающихся сверхновых называются сверхсветящимися сверхновыми. Но не только тусклость сигнализирует о сверхновой с двойным взрывом. У него необычная кривая блеска, при которой красный свет проявляется за 11 дней до максимальной яркости. После этого пика она напоминает более типичную сверхновую типа 1а. Это, в сочетании с другими аспектами его спектроскопии, заставило авторов новой статьи предположить, что Sn 2202joj мог испытать двойную детонацию.
На разных этапах своей эволюции разные типы звезд могут иметь слои или оболочки из разных химических элементов. Белые карлики ничем не отличаются и могут иметь внешнюю оболочку из гелия или водорода. Подавляющее большинство белых карликов имеют водородную оболочку или атмосферу. Авторы исследования предполагают, что Sn 2202joj имеет внешнюю оболочку из гелия. В этом случае звезда-компаньон белого карлика имеет внешнюю гелиевую оболочку, и 2202joj откачала часть этого гелия, чтобы сформировать свою собственную гелиевую оболочку. Это может спровоцировать детонацию гелия, даже если звезда не превысила известный предел Чандрасекара. Важным моментом является то, что этот взрыв гелия создает еще один элемент: изотоп никеля под названием 56Ni. Весь этот никель виден в спектрометрии звезды. При детонации гелиевой оболочки происходит не только синтез 56Ni. Он запускает мощную ударную волну в белого карлика. Этот шок может вызвать еще одну детонацию внутри звезды, и именно так природа создает сверхновую с двойным взрывом.
По мнению авторов, спектроскопия сверхновой подтверждает это объяснение. «Спектроскопически мы обнаруживаем сильное согласие между SN 2022joj и моделями двойной детонации с массой белого карлика около 1 M и тонкой He-оболочкой между 0,01 и 0,02 M», — пишут они. Кривые блеска могут многое рассказать астрофизикам о том, что происходит со звездой. Эта кривая блеска SN 2202joj ничем не отличается, и кривая блеска SN 2202joj многое открыла команде астрономов, изучавших ее. Обычно кривая блеска сверхновой типа 1а выглядит следующим образом. Но кривая блеска SN 2202joj отличается от кривой блеска обычной SN типа 1a. У него есть два отдельных пика, первый из которых чрезвычайно красный, а затем быстро снижается и смещается в сторону синего. На следующем изображении сравнивается кривая блеска SN 2202joj с кривыми блеска других SNe, а также различных моделей SNe с двойной детонацией. На этом изображении много данных, но на него стоит посмотреть.
Исследователи не уверены на 100%, что это СН двойного взрыва. Ранние красные цвета указывали на то, что произошли два взрыва, но другие данные с этим не согласуются. «Однако состав небулярных спектров SN 2022joj отклоняется от ожиданий двойной детонации», — пишут они. Небулярные спектры содержат сильные выбросы Fe III, которые не могут быть объяснены двойной детонацией. «Необходимо более детальное моделирование, в том числе влияние угла обзора, чтобы проверить, могут ли модели двойной детонации объяснить небулярные спектры», — заключают они. Сверхновые, хотя и редки, играют важную роль в природе. Они синтезируют металлы и разносят их в космос, когда они взрываются. Без них не было бы таких каменистых планет, как наша. Сверхновые типа 1а важны из-за специфической роли, которую они играют во Вселенной. Ученые полагают, что они синтезируют большинство элементов группы железа, от титана до цинка. Природа создает в космосе множество удивительных вещей, и взрывающиеся звезды — одни из самых впечатляющих. Звезды содержат огромное количество материи, и когда одна из них взрывается, сверхновая высвобождает огромное количество энергии за короткий период времени. Вполне естественно, что эти объекты привлекают наше внимание.
