Астрономы, используя Очень Большой Телескоп (VLT), расположенный в Европейской Южной Обсерватории (ESO), впервые наблюдали начальную фазу взрыва сверхновой звезды SN 2024ggi. Эта сверхновая находится в галактике NGC 3621 и удалена от Земли примерно на 22 миллиона световых лет. Обнаружение было сделано всего через 26 часов после сообщения о событии. Исследователи направили телескоп 11 апреля 2024 года, получив информацию о взрыве предыдущей ночью. За столь короткий промежуток времени команда зафиксировала «фазу пробоя» — момент, когда ударная волна, возникшая при коллапсе ядра звезды, проходит через её поверхность.
Благодаря инструменту FORS2 и методу спектрополяриметрии ученые выяснили, что первоначальный выброс вещества имел не сферическую, а вытянутую форму, напоминающую оливу. Это указывает на ярко выраженную осевую симметрию с самых первых часов взрыва. По мере расширения и взаимодействия выброшенного материала с внешними слоями и окружающей средой, его форма становилась более плоской, но сохраняла ту же ось симметрии.
Геометрия взрыва предоставляет важную информацию о механизмах, управляющих коллапсом массивных звезд. Звезда-предшественница SN 2024ggi имела массу от 12 до 15 солнечных масс и радиус примерно в 500 раз больше солнечного. Понимание начальной конфигурации взрыва помогает астрофизикам выбирать между различными теоретическими моделями и точнее описывать эволюцию массивных звезд в конце их жизненного цикла.
Исследование также показало, что на стадии пробоя ударная волна расширялась не идеально сферически. Использование спектрополяриметрии на VLT позволило косвенно определить форму выброшенного материала.
Анализ данных показал степень поляризации света, соответствующую вытянутой конфигурации вдоль оси. Это свидетельствует о том, что с самого начала взрыв имел осевую симметрию, напоминающую форму «бочонка» или «оливы», которая затем сплющивалась. Постоянство оси симметрии указывает на возможное наличие предпочтительного направления внутри звезды или её ядра в момент коллапса, а также на значительное вращение звезды или наличие ориентированного магнитного поля.
Этот результат важен для пересмотра моделей, предполагающих идеально сферическое расширение. Наличие начальной асимметрии указывает на то, что механизмы, такие как вращение, конвективные неустойчивости или магнитные поля, могут играть более значительную роль, чем считалось ранее. Возможность наблюдения этой кратковременной фазы подчеркивает важность оперативного реагирования в наблюдениях за сверхновыми.
Наблюдение геометрии взрыва SN 2024ggi предоставляет важные данные для теории взрывов массивных звезд. Когда звезда исчерпывает ядерное топливо в ядре, её ядро коллапсирует, порождая ударную волну, которая отскакивает и разрушает внешние слои. Обнаружение несферической формы фазы пробоя указывает на более сложное распределение массы и динамику взрыва, чем предполагает простая сферическая модель. В случае SN 2024ggi результат показывает, что звезда-предшественница взорвалась с расширением, имеющим предпочтительную ось с самого начала.
Ключевую роль в этом наблюдении сыграло применение спектрополяриметрии. Инструмент FORS2 на VLT ESO позволил провести эти измерения. По мере увеличения количества быстрых и поляриметрических наблюдений появится возможность собрать статистику по форме звездных взрывов и определить, является ли наблюдаемая осевая симметрия нормой или исключением.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
