Новые исследования подтвердили, что сверхновые типа Ia образованы двумя белыми карликами.
Ранее тот же результат дал анализ «Слоуновского цифрового обзора неба».
Три типа систем, которые могут порождать сверхновые типа Ia: компаньонами белых карликов выступают здесь красный гигант, солнцеподобная звезда и другой белый карлик. (Изображение NASA / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State Univ.)

Эти взрывы, которые способны затмить свои галактики на несколько недель, последовательно излучают огромное количество энергии в видимом диапазоне. Благодаря этому они становятся одними из самых ценных инструментов при измерении расстояний во Вселенной. Поскольку внутренняя яркость сверхновых типа Ia известна, по этому показателю можно определить, как далеко они находятся.

«Поэтому немного неловко, что мы не знаем основных фактов об окрестностях этих сверхновых, — отмечает Стефан Иммлер из Центра космических полётов НАСА им. Годдарда. — Но теперь у нас есть беспрецедентные рентгеновские и ультрафиолетовые данные орбитальной обсерватории Swift».

Давно известно, что сверхновые типа Ia возникают, когда остаток белого карлика достигает критической массы. Но что именно создаёт почву для взрыва? Согласно самому популярному сценарию, белый карлик вращается вокруг другой звезды и вытягивает из неё материал. Именно этот процесс и приводит к достижению критического порога.

О том, что это за звезда, выдвигались различные предположения — от солнцеподобных светил до массивных красных и голубых сверхгигантов, напоминает ведущий автор рентгеновской части исследования Брок Рассел из Университета штата Мэриленд (США). Есть и конкурирующая модель, описывающая возникновение Ia-сверхновых в двойных системах белых карликов, которые постепенно сближаются и сталкиваются. И то и другое наблюдалось неоднократно. Никто не знает, какой вариант случается чаще. Поэтому учёные обратились к космическому телескопу Swift.

Основная задача этого аппарата заключается в поиске далёких гамма-всплесков, которые указывают на рождение чёрных дыр. А пока в небе тихо, уникальные возможности обсерватории можно использовать для изучения других объектов, в том числе недавно обнаруженных сверхновых. На сегодня рентгеновский телескоп предоставил информацию более чем о 200 сверхновых, около 30% из которых принадлежат типу Ia.

Рассел и Иммлер скомбинировали рентгеновские данные 53 ближайших известных Ia-сверхновых, но не смогли обнаружить точечного рентгеновского источника. Звёзды извергают газ и пыль всю жизнь. Когда ударная волна сверхновой вспахивает этот материал, он нагревается и испускает рентгеновское излучение. Отсутствие последнего говорит о том, что в двойных системах нет сверхгигантов и даже солнцеподобных звёзд в фазе красного гиганта.



Объединённые данные 53 сверхновых типа Ia, которые наблюдал Swift. Все изображения выровнены по крупнейшим, помещённым в центр. Общая эффективная экспозиция составила 35,3 суток — самое глубокое наблюдение Ia-сверхновых в истории. Горячий галактический газ даёт рассеянное оранжевое свечение, а жёлтые и оранжевые шары представляют собой рентгеновские двойные системы тех галактик вместе со звёздами нашей Галактики. Никакого дополнительного рентгеновского излучения в окрестностях сверхновых не замечено. (Изображение NASA / Swift / Stefan Immler.)

Параллельно с этим исследованием группа Питера Брауна из Университета штата Юта (США) проанализировала 12 сверхновых типа Ia, которые наблюдались ультрафиолетовым/оптическим телескопом «Свифта» в течение десяти дней после взрыва. Ударная волна сверхновой должна производить более интенсивное ультрафиолетовое излучение в результате взаимодействия со звездой-компаньоном. Подобных явлений не было обнаружено, то есть и здесь красные гиганты оказались исключены из числа светил, принимающих участие в появлении сверхновых типа Ia.

Таким образом, компаньоном белого карлика должна быть сравнительно небольшая молодая звезда вроде Солнца либо другой белый карлик.

Результаты рентгеновского исследования будут опубликованы в Astrophysical Journal Letters, а ультрафиолетового — в Astrophysical Journal.

Когда оба исследования уже были завершены, вспыхнула сверхновая SN 2011fe — ближайшая к нам Ia-сверхновая с 1986 года. Предварительный анализ данных Swift вновь не показал усиления ультрафиолетового излучения.

Другое исследование SN 2011fe, проведённое под руководством Алисии Содерберг из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США), продемонстрировало, что белый карлик не занимался вытяжкой материала из соседней звезды. Взрыв состоялся в «безлюдном» окружении, а это может означать только одно — слияние двух белых карликов. Препринты этой работы можно увидеть здесь и здесь.


Изображение спиральной галактики M101, полученные с помощью ультрафиолетового/оптического телескопа орбитальной обсерватории Swift до и после появления сверхновой SN 2011fe (справа, обведена), обнаруженной 24 августе 2011 года. До неё всего 21 млн световых лет. (Изображение NASA / Swift / Peter Brown, Univ. of Utah.)

Подготовлено по материалам НАСА и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.