Наблюдения сверхновой SN 2024gy подтверждают модель «отложенной детонации» для звёзд типа Ia

Цветное составное изображение (B/g/r) сверхновой SN 2024gy и её галактики-хозяина NGC 4216, полученное на 2,4-метровом телескопе Лицзян. Автор: The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ae1ba0

Исследовательская группа из Обсерваторий провинции Юньнань Китайской академии наук (CAS) совместно с отечественными и международными партнёрами провела наблюдательные исследования сверхновой SN 2024gy — сверхновой типа Ia (SN Ia) с высокой скоростью — с использованием 2,4-метрового телескопа Лицзян.

Их выводы, опубликованные в The Astrophysical Journal, предоставляют новые наблюдательные доказательства, поддерживающие модель «отложенной детонации» для сверхновых типа Ia.

Сверхновые типа Ia происходят от термоядерных взрывов углеродно-кислородных белых карликов в двойных звёздных системах. Считаясь критически важными «стандартными свечами» во Вселенной, они сыграли ключевую роль в открытии ускоренного расширения космоса и играют незаменимую роль в измерении космологических расстояний.

Однако их системы-прародители и механизмы взрыва долгое время были предметом научных дискуссий. В частности, наблюдения показывают, что некоторые сверхновые типа Ia демонстрируют заметные особенности высокой скорости (HVF) в своих спектрах ранней фазы; физическое происхождение этих HVF и их связь с механизмами взрыва остаются в центре активных исследований.

Чтобы восполнить этот пробел, исследовательская группа использовала 2,4-метровый телескоп Лицзян в Обсерваториях Юньнань, дополненный данными с ряда других объектов. К ним относятся 2,16-метровый телескоп Синлун (Национальные астрономические обсерватории CAS), 1,6-метровый многоканальный фотометрический обзорный телескоп (Университет Юньнань), 0,8-метровый телескоп Цинхуа–NAOC, 3-метровый телескоп Шейна в Ликской обсерватории в Калифорнии, США, и телескоп Кек I на Гавайях.

Благодаря этому сотрудничеству команда получила данные о многополосной фотометрической и спектроскопической эволюции SN 2024gy, охватывающие период примерно от двух дней до более чем 400 дней после взрыва.

Анализ наблюдательных данных подтверждает, что SN 2024gy является сверхновой типа Ia нормальной светимости, характеризующейся сильными HVF кальция в спектрах ранней фазы — особенностями, независимыми от фотосферного компонента.

Исследование отслеживало эволюцию скорости различных спектральных компонентов в ранних фазах SN 2024gy, предполагая, что заметные различия в скорости могут отражать различные состояния ионизации элементов средней массы в самых внешних выбросах.

Наблюдаемые HVF кальция в спектрах SN 2024gy, наряду со слоистой скоростной структурой между кремнием и кальцием, тесно согласуются с эффектами, такими как подавление ионизации или увеличение плотности, предсказанными моделью отложенной детонации для внешних выбросов.

Кроме того, отношение содержания никеля к железу, полученное из эмиссионных линий элементов железной группы в спектрах поздней туманной фазы сверхновой, попадает в теоретический диапазон, прогнозируемый моделью отложенной детонации. Эти последовательные линии доказательств — охватывающие динамические характеристики ранней фазы и продукты нуклеосинтеза поздней фазы — обеспечивают поддержку физического сценария отложенной детонации.

Это исследование даёт ключевые наблюдательные ограничения для понимания структуры внешних слоёв и механизмов взрыва сверхновых типа Ia.

Более глубокое понимание ранних спектральных особенностей, таких как высокоскоростные компоненты, необходимо для раскрытия природы их систем-прародителей и уточнения моделей взрыва. Такие достижения, в свою очередь, повысят точность сверхновых типа Ia как инструментов для измерения космологических расстояний.

Источник: Chinese Academy of Sciences

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как наблюдения за конкретным космическим событием могут пролить свет на фундаментальные физические процессы. Подтверждение модели «отложенной детонации» не только углубляет наше понимание жизни и смерти звёзд, но и напрямую влияет на точность космологических измерений, от которых зависит наша картина Вселенной. В 2026 году такие работы остаются критически важными для астрофизики.