За първи път учените виждат ранни фази на супернова

Експлозивната смърт на звезда – свръхнова – е едно от най-мощните явления във Вселената. Но как точно изглежда този катаклизъм в първите му мигове оставаше загадка. Сега учените за първи път успяха да наблюдават най-ранния етап на свръхнова – моментът, когато масивна звезда избухва в необичайна форма, често наподобяваща маслина.

Изследователите използвали „Много големия телескоп“ (VLT) на Европейската южна обсерватория в Чили, за да наблюдават експлозията на звезда с маса около 15 пъти по-голяма от тази на Слънцето. Тя се намира в галактиката NGC 3621, която пък е на около 22 милиона светлинни години от Земята, в посока съзвездието Хидра. 

Формата на подобни експлозии досега беше трудно да се определи, защото процесът протича изключително бързо. Експлозията е засечена на 10 април 2024 г., точно когато астрофизикът Ии Ян от Университета Цинхуа в Китай кацнал след дълъг полет до Сан Франциско. Само часове по-късно той официално поискал телескопът VLT да бъде насочен към свръхновата – и получил разрешение.

Така учените успели да наблюдават събитието едва 26 часа след първото засичане и 29 часа след като материал от вътрешността на звездата пробил повърхността ѝ.

Оказва се, че звездата е била заобиколена от диск газ и прах, а експлозията е изтласкала материята навън по начин, който деформира формата ѝ в нещо, наподобяващо вертикално стояща маслина. За разлика от очакваната сферична форма, материалът е изхвърлен силно в противоположни посоки.

„Геометрията на експлозията на свръхнова дава ключова информация за еволюцията на звездите и физическите процеси, които водят до тези космически фойерверки“, казва водещият автор Ии Ян от Университета Цинхуа. Според него точните механизми зад експлозиите на масивни звезди – тези с повече от осем пъти масата на Слънцето – все още се обсъждат и са сред основните въпроси, които учените искат да изяснят.

Големите звезди живеят сравнително кратко. Тази, червен свръхгигант, е била на около 25 милиона години при смъртта си. За сравнение, Слънцето е на повече от 4,5 милиарда години и му остават още няколко милиарда. В момента на експлозията диаметърът на звездата бил 600 пъти по-голям от този на Слънцето. Част от масата ѝ била изхвърлена в космоса, а останалата вероятно се е превърнала в неутронна звезда – силно компактно звездно ядро, според съавтора на изследването Дитрих Бааде, астрофизик от Европейската южна обсерватория.

Когато една звезда изчерпи водородното гориво за ядрен синтез в ядрото си, то се срутва, което изстрелва материал навън, пробивайки повърхността и изхвърляйки го в космоса.

„Първите наблюдения с VLT уловиха фазата, в която материята, ускорена от експлозията близо до центъра на звездата, пробива повърхността – фотосферата“, казва Ян. „След като ударната вълна пробие повърхността, се освобождават огромни количества енергия. Свръхновата тогава се ярко засилва и става видима. По време на кратка фаза може да се изучи първоначалната форма на „пробива“, преди експлозията да взаимодейства с материала около умиращата звезда.“

Тази форма, казва Ян, дава улики за това как е задействана експлозията в сърцето на звездата. Новите наблюдения изглежда изключват някои от настоящите научни модели за процеса на експлозия, докато учените усъвършенстват разбирането си за смъртта на масивните звезди.