Бързи наблюдения с "Много големия телескоп" (VLT) на Европейската южна обсерватория (ESO) разкриха експлозивната смърт на звезда точно в момента, когато взривът е пробивал повърхността ѝ. За първи път астрономите успяха да определят формата на експлозията в най-ранния ѝ, мимолетен етап – фаза, която не би могла да бъде засечена дори ден по-късно. Това наблюдение помага да се отговори на множество въпроси за това как масивните звезди се превръщат в свръхнови, съобщава Европейската южна обсерватория.

Свръхновата SN 2024ggi беше открита за първи път в нощта на 10 април 2024 г. местно време. И Ян, доцент в университета „Цинхуа“ в Пекин и водещ автор на новото изследване, тъкмо беше кацнал в Сан Франциско след дълъг полет, когато научи новината. Той реагирал незабавно – само 12 часа по-късно изпратил предложение за наблюдение до ESO. След бърз процес на одобрение телескопът VLT в Чили бил насочен към свръхновата на 11 април – едва 26 часа след първоначалното откриване.

SN 2024ggi се намира в галактиката NGC 3621, в посока на съзвездието Хидра, на разстояние от „само“ 22 милиона светлинни години – сравнително близо в астрономически мащаб. Екипът осъзнавал, че разполага с рядък шанс да „улови“ формата на експлозията почти веднага след настъпването ѝ.

„Първите наблюдения с VLT обхванаха фазата, в която материята, ускорена от експлозията близо до центъра на звездата, пробива повърхността ѝ. В продължение на няколко часа геометрията на звездата и самата експлозия можеха да бъдат наблюдавани едновременно“, обяснява Дитрих Бааде, астроном от ESO в Германия и съавтор на изследването, публикувано в Science Advances.

„Геометрията на експлозията на свръхнова носи основна информация за звездната еволюция и физическите процеси, които предизвикват тези космически фойерверки“, допълва Ян. Механизмите зад експлозиите на свръхнови от масивни звезди – с маса над осем пъти по-голяма от тази на Слънцето – все още не са напълно изяснени. Прародителят на SN 2024ggi е червен свръхгигант с маса 12–15 слънчеви маси и радиус около 500 пъти по-голям от този на Слънцето – класически пример за звезда, завършваща живота си със свръхнова.

През живота си една звезда поддържа почти сферична форма благодарение на деликатен баланс между гравитацията, която се стреми да я свие, и налягането на нейните термоядрени реакции, което я разширява. Когато изчерпи последното си „гориво“, балансът се нарушава и започва колапс. При масивните звезди това води до свръхнова – ядрото се свива, външните слоеве се сриват върху него и се отблъскват с мощна ударна вълна, която разрушава звездата.

Когато ударната вълна пробие повърхността, се освобождава огромно количество енергия – звездата внезапно става изключително ярка и видима. Именно през тази кратка начална фаза, преди взаимодействието с обграждащата материя, може да се изучи първоначалната форма на взрива.

Това е постигнато за първи път с VLT на ESO чрез техника, наречена спектрополариметрия. „Тя дава информация за геометрията на експлозията, която други наблюдения не могат да осигурят, тъй като ъгловите мащаби са твърде малки“, казва проф. Лифан Уанг от Тексаския университет A&M, съавтор на изследването. Макар експлодиралата звезда да изглежда като една точка, поляризацията на нейната светлина носи скрити улики за формата на експлозията.

Единственият инструмент в южното полукълбо, способен да извършва подобни измервания, е FORS2, монтиран на телескопа VLT. Данните от него показали, че първоначалният взрив е имал форма, наподобяваща маслина. С разширяването на експлозията и взаимодействието ѝ с околния материал формата се сплескала, но оста на симетрия останала непроменена.

„Тези резултати предполагат, че зад експлозиите на масивните звезди стои общ физически механизъм с ясно изразена аксиална симетрия, действащ в големи мащаби“, обяснява Ян.

С новите данни астрономите вече могат да изключат някои от съществуващите модели на свръхнови и да усъвършенстват други, приближавайки се до разгадаването на природата на тези мощни космически събития.

„Това откритие не само променя разбирането ни за звездните експлозии, но и показва какво може да се постигне, когато науката надхвърля границите“, казва Фердинандо Патат, астроном от ESO и съавтор на изследването. „То е силно напомняне, че любопитството, сътрудничеството и бързите действия могат да отключат дълбоки прозрения за физиката, която оформя нашата Вселена.“