10 квітня 2024 року, затамувавши подих, наукова спільнота відреагувала на перше світло, зафіксоване системою ATLAS – мережею автоматичних телескопів, що відстежує потенційно небезпечні навколоземні об’єкти. Ця подія сповістила про величний спалах, зумовлений загибеллю зірки, маса якої приблизно у 12-15 разів перевищує сонячну. І лише через 26 годин після першого виявлення, астрономи по всьому світу, зокрема й ті, хто працює з Дуже Великим Телескопом (VLT) у Чилі, миттєво звернули свої оптичні інструменти до епіцентру події. Це швидке реагування надало рідкісну можливість зазирнути у найперші миті колапсу небесного гіганта, дозволяючи вивчати фазу його смерті, що зазвичай залишається прихованою від спостережень.
Ця наднова, що отримала назву SN 2024ggi, вибухнула в галактиці NGC 3621. Ця спіральна галактика розташована приблизно за 22 мільйони світлових років від Землі, у сузір’ї Гідри – найбільшому за площею сузір’ї на нічному небі.
Народження Шокової Хвилі – Зоряна Агонія
Велетенські зірки підтримують свою майже ідеальну сферичну форму завдяки делікатному балансу між внутрішнім гравітаційним тяжінням та потужною зовнішньою силою випромінювання, що генерується ядерним синтезом у їхньому серці. Коли цей баланс порушується, зірка гине – гравітація остаточно долає тиск, який підтримує її ядро, змушуючи його колапсувати під власною вагою.
Цей колапс притягує всі зовнішні шари всередину. Потім ці зовнішні шари відскакують, створюючи потужну ударну хвилю, яка розриває зірку на шматки. Щойно ударна хвиля проривається крізь поверхню зірки, вона вивільняє величезну кількість енергії, що значно збільшує яскравість наднової. Однак те, як саме формується і поширюється ця ударна хвиля, довгий час залишалося однією з найбільш обговорюваних фундаментальних загадок космології.
Несферична Смерть – Нові Знання
Існує надзвичайно короткий період після вибуху, але до того, як він почне взаємодіяти з навколишнім середовищем, коли астрономи можуть зафіксувати його початкову “форму прориву”. Використовуючи метод спектрополяриметрії – техніку, яка сортує світло за довжиною хвиль і розкриває напрямок, у якому вібрують світлові хвилі – вчені за допомогою VLT вперше вловили цю форму.
Дані з інструменту FORS2, розташованого на Дуже Великому Телескопі (VLT) – єдиного подібного обладнання в Південній півкулі, здатного робити такі вимірювання – показали, що перше світло від вибухаючої зірки випромінювалося нерівномірно в усіх напрямках. Натомість початкова ударна хвиля розтягнулася вздовж однієї осі, наче оливка, що свідчить про те, що вибух не був ідеально сферичним. Це відкриття має вирішальне значення для розуміння фізики зоряних вибухів.
У міру розширення вибуху, його світло почало розкривати взаємодію наднової з навколишнім газом зірки. Приблизно на десятий день стали видимими багаті на водень зовнішні шари зорі, і було виявлено, що ці шари вирівняні по тій же осі, що й ударна хвиля першого дня. Це означає, що основний вибух мав стабільну, спрямовану форму з самого початку, що вказує на певний механізм, який забезпечує постійну орієнтацію.
Вивчення цього безпрецедентного погляду на зоряну смерть дозволило відкинути деякі з поточних моделей наднових, водночас підтримавши інші, і надає нові відомості про катастрофічні завершення життя масивних зірок. Результати дослідження були опубліковані 12 листопада в журналі “Science Advances”.
