Астрономы увидели ультрафиолетовое свечение после взрыва белого карлика

Астрономам во второй раз в истории удалось увидеть ультрафиолетовое свечение, оставшееся после взрыва белого карлика, сообщается в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal. Благодаря ему ученые смогут выяснить, что становится причиной подобных событий, а также уточнить, как производятся такие тяжелые металлы, как железо.

Белый карлик считается остатком звезды, которая завершила свой нормальный жизненный цикл и сбросила в процессе эволюции внешнюю оболочку. По сути, это бывшее ядро с чрезвычайно большой плотностью и гравитацией, которое может аккрецировать вещество. В первую очередь это происходит в двойных системах, где у белого карлика есть компаньон, который может стать для него донором материи. Когда масса звезды превышает предел Чандрасекара — 1,44 массы Солнца — происходит термоядерная детонация вещества звезды, полностью разрушающая звезду (астрономы классифицируют это событие как взрыв сверхновой типа Ia).

Несмотря на то, что сверхновые типа Ia давно известны ученым и даже используются в качестве «стандартных свечей» при измерении расстояния до галактик, в научном сообществе до сих пор нет консенсуса относительно точного механизма взрыва, а также природы компаньонов белых карликов. Внести ясность могут исследования в разных диапазонах электромагнитного спектра, в том числе и в ультрафиолете.

Астрофизик Адам Миллер (Adam Miller) из Северо-западного университета вместе с коллегами сообщил об открытии ультрафиолетового свечения, оставшегося после взрыва белого карлика в галактике, которая находится в 140 миллионах световых лет от Земли. Событие, получившее название SN2019yvq, было зарегистрировано Паломарской обсерваторией в декабре 2019 года. Сначала ученые увидели относительно тусклую вспышку магнитудой −18,5, а затем продолжили наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне с помощью телескопа Swift.

Ультрафиолетовое послесвечение, которое сохранялось в течение двух дней, указывает на то, что вещество белого карлика или рядом с ним было очень сильно разогрето — его температура была в 3-4 раза выше температуры Солнца — хотя обычно белые карлики со временем, наоборот, постепенно остывают.

Авторы рассмотрели четыре потенциальных сценария, которые хорошо объясняют наблюдаемые особенности спектра SN2019yvq. Согласно первому, белый карлик поглотил вещество своей звезды-компаньона, что привело к возникновению нестабильности и взрыву, а остатки белого карлика и звезды-компаньона столкнулись и вызывали вспышку ультрафиолетового излучения. 

Во втором сценарии раскаленный изотоп никеля ⁵⁶Ni в ядре белого карлика смешался с его внешними слоями, в результате чего внешняя оболочка звезды разогрелась сильнее, чем обычно. В третьем сценарии ультрафиолетовое послесвечение могло остаться после двойного взрыва, когда детонация гелия на поверхности белого карлика породила ударную волну, запустившую ядерное горение углерода в его недрах. И, наконец, последнее объяснение предполагает слияние двух белых карликов, которое провоцирует взрыв и столкновение остаточного материала, сияющего в ультрафиолетовом диапазоне.

С течением времени выброшенное в космос вещество будет постепенно удаляться от источника, и астрономы надеются, что через год облако газа и пыли будет настолько тонким, что они смогут увидеть центральную область взрыва и определить, что именно стало причиной вспышки. Когда авторы найдут ответ на этот вопрос, они смогут понять, как формируются железные ядра каменистых планет, так как взрывы сверхновых типа Ia считаются главными поставщиками железа в космосе.

Большинство звезд, в том числе и наше Солнце, в конце эволюции превратится в белые карлики, поэтому подобные объекты особенно интересны ученым. Недавно они обнаружили свидетельства существования небольшого плотного тела на близкой орбите у белого карлика, что является исключительно редкой ситуацией. Кроме того, астрономам ранее удалось увидеть уникальный белый карлик, который образовался в результате слияния двух в один.

Кристина Уласович