МАДРИД, 19 (EUROPA PRESS)
Благодаря новому методу астрономических наблюдений первые вспышки сверхновой можно будет проанализировать в течение нескольких часов после ее возникновения, чтобы определить ее происхождение.
Сверхновые видны нам и астрономическим приборам как яркие вспышки, которые внезапно возникают на небе в местах, где ещё несколько мгновений назад ничего не было видно. Вспышка вызвана колоссальным взрывом звезды.
Из-за своей внезапности и непредсказуемости сверхновые долгое время были трудны для изучения, но сегодня, благодаря обширным, непрерывным и частым наблюдениям за небом, астрономы могут открывать новые звезды практически ежедневно.
Однако крайне важно разработать протоколы и методы их оперативного обнаружения; только тогда мы сможем понять события и небесные тела, которые их спровоцировали.
В пилотном исследовании Луис Гальбани из Института космических наук (ICE-CSIC) в Барселоне и его коллеги представили методологию, позволяющую им получать спектры сверхновых на максимально ранней стадии, в идеале в течение 48 или даже 24 часов после первого света. Результаты опубликованы в журнале «Journal of Cosmology and Astroparticle Physics».
Сверхновые — это гигантские взрывы, знаменующие собой заключительные этапы жизни звезды. Они делятся на две основные категории в зависимости от массы звезды-прародительницы. «Термоядерные сверхновые — это звёзды, начальная масса которых не превышала восьми масс Солнца», — объясняет Гэлбани, первый автор исследования.
Самая продвинутая стадия эволюции этих звёзд, предшествующая взрыву сверхновой, — это белый карлик: очень старый объект, у которого больше нет активного, выделяющего тепло ядра. Белые карлики могут оставаться в равновесии в течение длительного времени благодаря квантовому эффекту, называемому давлением вырождения электронов.
Если такая звезда находится в двойной системе, продолжает он, она может поглощать вещество из своего компаньона. Дополнительная масса увеличивает внутреннее давление, пока белый карлик не взорвётся как сверхновая.
«Вторая основная категория — очень массивные звёзды, масса которых превышает восемь солнечных», — говорит Гэлбани. Они светятся благодаря термоядерному синтезу в своих ядрах, но как только звезда сжигает всё более тяжёлые атомы до такой степени, что термоядерный синтез перестаёт генерировать энергию, ядро коллапсирует. В этот момент звезда коллапсирует, поскольку гравитация больше не компенсируется; быстрое сжатие резко увеличивает внутреннее давление и провоцирует взрыв.
Первые часы и дни после взрыва сохраняют прямые подсказки о системе-предшественнике: информацию, которая помогает различать конкурирующие модели взрывов, оценивать критические параметры и изучать местную среду. «Чем раньше мы их обнаружим, тем лучше», — отмечает Гэлбани.
ДНИ ИЛИ НЕДЕЛИ
Исторически получение столь ранних данных было затруднено, поскольку большинство сверхновых открывалось через несколько дней или недель после взрыва. Современные широкоугольные высокоскоростные обзоры, охватывающие большие участки неба и часто обновляемые, меняют эту точку зрения и позволяют делать открытия всего за несколько часов или дней. Для полного использования этих обзоров по-прежнему необходимы протоколы и критерии, и группа Гальбани проверила эти правила, используя наблюдения с Большого телескопа Канарских островов (GTC). В их исследовании сообщается о 10 сверхновых: половина из них термоядерные, а половина — с коллапсом ядра. Большинство из них наблюдались в течение шести дней после предполагаемого взрыва, а в двух случаях — в течение 48 часов.
Протокол начинается с быстрого поиска кандидатов по двум критериям: яркий сигнал должен отсутствовать на снимках предыдущей ночи, и новый источник должен находиться внутри галактики. При выполнении обоих условий команда активирует инструмент OSIRIS на GTC для получения спектра.
«Спектр сверхновой, например, показывает нам, содержала ли звезда водород, а это значит, что мы имеем дело со сверхновой, образовавшейся в результате коллапса ядра», — объясняет Гэлбани.
Понимание сверхновой на самых ранних этапах ее существования также позволяет изучать другие типы данных об этом же объекте, такие как фотометрия с помощью установки для изучения нестационарных процессов Zwicky (ZTF) и система оповещения о падении астероидов на Землю (ATLAS), которая используется в исследовании.
Эти кривые блеска показывают, как яркость увеличивается на начальном этапе; если наблюдаются небольшие выпуклости, это может означать, что другая звезда двойной системы была поглощена взрывом. Дополнительная проверка основана на данных других обсерваторий, полученных в том же районе неба.
Поскольку в этом первом исследовании данные удалось собрать за 48 часов, авторы приходят к выводу, что возможны ещё более быстрые наблюдения. «То, что мы только что опубликовали, — это пилотное исследование», — говорит Гэлбани.
