Neįprastas atvejis kosmose: žvaigždė sprogo du kartus

Įprastai toks sprogimas nutinka, kai nykštukės masė viršija vadinamąją Čandrasekaro ribą, apie 1,4 karto didesnę už Saulės masę. Šis universalumas lemia, kad dauguma Ia tipo supernovų pasižymi labai panašiomis šviesos kreivėmis – jų šviesis tiek auga, tiek blėsta beveik taip pat – ir maksimaliu šviesiu.

Šios savybės savo ruožtu leidžia naudoti Ia tipo supernovas labai didelių kosminių atstumų matavimui. Tačiau visgi kartais pasitaiko ir netipinių sprogimų – ir vienas tokių buvo pernai sprogusi SN 2022joj, kurios šviesis blėso neįprastai sparčiai, o spektras bent jau pirmas kelias savaites iki pasiekiant maksimalų šviesį, buvo neįprastai raudonas.

Naujame tyrime parodyta, kad tokias savybes greičiausiai lėmė retas sprogimo mechanizmas: žvaigždė sprogo ne iškart, o po dviejų detonacijų.

Toks scenarijus teoriniais modeliais nagrinėjamas jau senokai. Pagal jį, baltoji nykštukė prisikaupia helio iš žvaigždės-kompanionės. Suspaustas helis ima jungtis į anglį, proceso metu išsiskirianti energija sukuria smūginę bangą, kuri plinta per visą nykštukę – įvyksta pirmoji detonacija.

Smūginė banga suspaudžia nykštukės medžiagą ir gali įžiebti termobranduolines reakcijas pagrindiniame jos tūryje, kurį sudaro daugiausiai anglis ir deguonis. Tai ir yra antroji detonacija, kurios pakanka nykštukei suardyti į gabalus.

Svarbiausia, kad tokiam supernovos sprogimui nebūtina, kad nykštukė pasiektų Čandrasekaro ribą. SN 2022joj atveju nykštukės masė buvo tik apie vieną Saulės masę. Helio sluoksnis, reikalingas detonacijai, irgi nedidelis – 1–2 proc. Saulės masės. Būtent tokių savybių modelis geriausiai paaiškina stebimą supernovos šviesio ir spektro kitimą.

SN 2022joj suteikė retą galimybę patikrinti tokį netipinį sprogimo modelį. Geresnis supratimas apie supernovas svarbus siekiant išsiaiškinti cheminių elementų kilmės detales, nes būtent supernovos didžiąją dalį jų paskleidžia į tarpžvaigždinę erdvę.

Tyrimo rezultatai skelbiami „arXiv“.