Это самые ранние наблюдения подобного рода
Астрономы при помощи наземного телескопа VLT смогли подробно отследить структуру выброса сверхновой SN 2024ggi спустя всего пару десятков часов после момента прорыва ударной волной фотосферы гибнущей звезды. Это в дальнейшем поможет уточнить модели гибели массивных звезд за счет коллапса ядра. Статья опубликована в журнале Science Advances.
Массивные звезды (от 8 до 20 масс Солнца) в финале жизни гибнут из-за гравитационного коллапса ядра с последующей вспышкой сверхновой и рождением компактного объекта. Этот процесс, несмотря на прогресс в компьютерном моделировании, все еще остается трудоемким в плане теоретического описания. В частности, до сих пор неясны многие детали генерации ударной волны и ее распространения наружу после отскока от ядра и переноса энергии внутри гибнущей звезды.
Уточнить модели, описывающие эти механизмы, могут помочь подробные наблюдения за самыми ранними стадиями вспышки сверхновой (от нескольких часов до нескольких дней). В этом случае появляется возможность отследить прорыв ударной волной фотосферы звезды и ее начальное проникновение в околозвездное вещество и установить связь между геометрией расширяющегося выброса сверхновой и потенциальным механизмом взрыва. Однако к настоящему моменту имел место лишь один случай таких детальных наблюдений — за сверхновой SN 2023ixf.
Группа астрономов во главе с Яном И (Yi Yang) из Университета Цинхуа опубликовала результаты анализа данных спектрополяриметрических наблюдений за сверхновой SN 2024ggi, стартовавших спустя всего 26 часов после первичной регистрации вспышки. Наблюдения проводились при помощи спектрографа FORS2, установленного на наземном комплексе телескопов VLT в Чили. Первоначально SN 2024ggi была замечена наземной системой телескопов ATLAS 11 апреля 2024 года в достаточно близкой к нам (22 миллиона световых лет) спиральной галактике NGC 3621 и оперативно опознана как сверхновая типа II.
Исследователи пронаблюдали динамику свойств поляризации излучения вспышки от 0,7-1,2 дня с момента прорыва ударной волной фотосферы звезды до 80,8 дня, а затем построили на основе этих данных наиболее правдоподобную модель геометрии выброса. Это самые ранние наблюдения такого рода — в случае сверхновой SN 2023ixf они стартовали спустя около 1,39 дня после прорыва ударной волны.
Ученые определили, что звездой-прародителем сверхновой был красный сверхгигант, чья масса превосходила Солнце в 12–15 раз, а радиус — в пятьсот раз. На протяжении всего периода наблюдения, охватывавшего как прорыв ударной волной богатой водородом фотосферы, так и его взаимодействие с околозвездной средой, видна четко выраженная ось симметрии расширяющего выброса. Он был умеренно асферичен и вытянут и распространялся в эллипсоидальной околозвездной среде, сформированной из вещества, сброшенного сверхгигантом до взрыва. При этом оси симметрии околозвездной оболочки и выброса сверхновой не совпадают.
Подобная картина наблюдений ранее предсказывалась теоретическими моделями, однако пока что неясно, какой именно механизм может породить подобные крупномасштабные особенности геометрии выброса сверхновой. Это могут быть возникающие внутри светила огромные джеты из радиоактивного вещества, влияние магнитных полей или турбулентность, связанная с нейтрино.
Увидеть первые моменты жизни сверхновых порой могут не только профессиональные астрономы, но и астрономы-любители, хотя это крайне редкая удача.