Две группы астрономов, возглавляемые Питером Наджентом (Peter Nugent) из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли и сотрудником Калифорнийского университета Вэйдуном Ли (Weidong Li), определили тип звёздной системы, в которой вспыхнула сверхновая SN 2011fe.

О наблюдениях этой сверхновой типа Ia, ранее обозначавшейся как PTF 11kly, мы уже рассказывали летом. Первыми о ней узнали участники проекта Palomar Transient Factory, обнаружившие её на снимках от 23 августа, сделанных небольшим роботизированным телескопом. SN 2011fe расположилась в спиральной галактике М101, удалённой лишь на 21 млн световых лет от нас, и стала ближайшей к Земле сверхновой типа Ia из тех, что были отмечены за последние 25 лет.

Вспышки указанного класса, напомним, используются для измерения космологических расстояний. Высокая стабильность их параметров, которая гарантирует точность преобразования наблюдательных данных в расстояние, обусловлена тем, что предшественниками этих сверхновых становятся однотипные углеродно-кислородные белые карлики, достигшие критической массы, близкой к чандрасекаровской (~1,4 солнечной). Согласно теории, масса карликов увеличивается за счёт аккреции вещества, принадлежавшего их компаньону — другому белому карлику, красному гиганту, субгиганту или звезде главной последовательности, гелиевой звезде — из двойной системы. Разным типам компаньонов при этом соответствуют разные способы передачи массы.

Сверхновая в спиральной галактике М101 (иллюстрация B. J. Fulton, Las Cumbres Observatory Global Telescope Network).

Приближенная к Земле SN 2011fe предоставила астрономам уникальную возможность проверить эти теоретические выкладки, которую они не собирались упускать. Практически сразу после обнаружения вспышки к наблюдениям подключились орбитальная обсерватория Swift, роботизированный Ливерпульский телескоп, а также телескопы Обсерватории им. Лика и Кек I, снявшие спектры низкого и высокого разрешения. «Нам посчастливилось «поймать» сверхновую на начальном этапе эволюции, — говорит г-н Наджент. — В дальнейшем это помогло оценить время взрыва с погрешностью всего в 20 минут».

При обработке ранних спектров SN 2011fe группа Питера Наджента отметила следы синтезированных элементов средней массы (ионизованных магния, кремния, кальция, железа, движущихся со скоростью в 16 000 км/с) и «несгоревшего» вещества — углерода и кислорода. Поскольку светимость сверхновой, регистрируемую вскоре после взрыва, можно связать с радиусом подорванной звезды, учёные также сумели установить максимально допустимое значение последнего — 0,1 солнечного. Отсюда следует, что предшественником SN 2011fe действительно был компактный углеродно-кислородный белый карлик.

Кроме того, изучение ранней световой кривой сверхновой позволяет ограничить область параметров двойной системы, в которой находился карлик. Если бы его компаньоном был, к примеру, красный гигант, то взаимодействие выброшенного вещества с этим гигантом привело бы к заметному увеличению светимости, но ничего такого зарегистрировано не было. Плохо согласуется с экспериментальной информацией и модель двух белых карликов: её отличительным признаком становится яркое оптическое и ультрафиолетовое излучение, нехарактерное для SN 2011fe.

Г-н Ли и его коллеги пришли к аналогичным выводам, рассматривая архивные снимки М101, сделанные «Хабблом», рентгеновской обсерваторией «Чандра» и инфракрасным космическим телескопом «Спитцер». Обнаружить какие-либо признаки существования двойной системы на месте вспышки SN 2011fe астрономам так и не удалось, что исключает из числа возможных компаньонов белого карлика легко различимую звезду с высокой светимостью — красного гиганта. Вероятнее всего, в бывшую двойную входил субгигант или звезда главной последовательности.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Беркли.