На яркость сверхновых влияет ассиметрия взрыва

Группа ученых из Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США) и Института астрофизики им. Макса Планка (Германия) провела детальное моделирование взрыва сверхновой типа Ia и выяснила, какие особенности этого процесса астрономам необходимо учитывать в тех случаях, когда вспышка сверхновой используется для измерения расстояний.

Взрывы сверхновых типа Ia уже использовались для построения так называемой лестницы расстояний или, к примеру, для обнаружения темной энергии, ответственной за расширение Вселенной, связано с наблюдениями сверхновых. «Известно, что не все взрывы обладают одинаковой яркостью, и специалисты давно научились вводить соответствующие поправки, — говорит ведущий автор работы Дэниэл Казен (Daniel Kasen). — Мы же попытались обнаружить источники систематических погрешностей такого рода измерений расстояния».

Практически во всех предыдущих исследованиях предполагалось, что взрыв сверхновой имеет четко сферическую «форму»; в данной работе использовалась двумерная модель, которая позволяет воссоздать более точную картину. «Поскольку детонация происходит вблизи поверхности белого карлика, результирующий взрыв никогда не бывает симметричен», — объясняет участник исследования Стэн Вузли (Stan Woosley).

Обработка результатов моделирования показала, что именно асимметрия определяет видимые различия в яркости сверхновых. В наибольшей степени на появление отличий влияет процесс синтеза новых элементов (в частности нестабильного изотопа никеля ⁵⁶Ni), связанный со взрывом и зависящий от того, в какой области звезды произойдет детонация. «Распад ⁵⁶Ni определяет вид кривой блеска сверхновой, — объясняет г-н Казен. — Ведь взрывной процесс завершается практически мгновенно, а астрономы наблюдают лишь следы того, как никель подогревает выброшенное вещество».

По словам ученых, полученные данные в целом соответствуют экспериментальным и не противоречат результатам исследований, авторы которых установили присутствие во Вселенной темной энергии. Разумеется, обнаруженная асимметричность взрывов усложняет процесс сбора информации, поскольку при наблюдении этих процессов под разными углами значения яркости могут отличаться на 20%. Однако влияние этого эффекта можно значительно уменьшить статистическими методами, проведя большое число наблюдений различных сверхновых.

Единственным источником систематической ошибки, заключают авторы, могут стать различия в исходном химическом составе взрывающихся белых карликов. «Более удаленные звезды обычно имеют меньшую металличность, — комментирует Дэниэл Казен. — По нашим расчетам, эти отличия могут давать погрешность измерения расстояния приблизительно в два процента».

^{Модель взрыва сверхновой типа Ia. На правом изображении показаны продукты взрыва; разным цветам соответствуют разные элементы, причем красным выделен 56Ni. (Иллюстрация авторов работы.)}

Полная версия отчета ученых опубликована в журнале Nature; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Читайте также о Бетельгейзе, красном сверхгиганте, готовом вот-вот стать сверхновой звездой. Или насладитесь прекрасным видом уже взорвавшейся сверхновой в Малом Магеллановом облаке.

www.computerra.ru