Сверхновая SN2011fe стала самой яркой и самой близкой за последние 25 лет. Благодаря этому она привлекла внимание как профессиональных астрономов, так и любителей. Сверхновая относится к типу Ia, наиболее изученному. Во многом это именно ее вклад, так как никакую другую вспышку новой звезды не изучили так же хорошо, да и не могли бы из-за их большой удаленности. В свою очередь, знания о сверхновых типа Ia позволяют ученым судить о скорости расширения Вселенной и лучше понять ее природу.

«Причина этой вспышки прочертила глубокую полосу в астрономическом сообществе, – говорит Шри Калкарни, профессор астрономии и планетологии. – Сверхновая SN2011fe – своего рода Розеттский камень сверхновых типа Ia». Калкарни является руководителем проекта PTF (Palomar Transient Factory). Выполняемый под общим руководством Калтеха, обзор PTF ведется для поиска на небе переменных источников света, существующих в течение нескольких дней, максимум – месяцев. Поэтому в его область интересов попадают и сверхновые звезды.

24 августа команда проекта засекла сверхновую в одном из рукавов галактики Вертушка (M101) на расстоянии 21 миллиона световых лет. Им удалось снять сверхновую всего через 11 часов после того, как она взорвалась.

«Мы никогда до этого не видели термоядерный звездный взрыв так скоро после того, как он произошел», – говорит Ларс Билдстен, профессор астрофизики Института теоретической физики Университета Санта Барбары, также участник проекта PTF. Билдстен – автор публикации об открытии сверхновой в номере Nature за 15 декабря.

Команда PTF использует автоматизированную систему для поиска сверхновых, это и позволило им обнаружить SN2011fe так быстро после ее появления. В результате ученым удалось воссоздать картину происходившего шаг за шагом и определить, что взрыв затронул сразу две звезды – белый карлик размером с Землю и звезду главной последовательности.

Астрономы давно подозревали, что вспышки сверхновых типа Ia происходят в двойных системах, содержащих белый карлик. Эта звезда, состоящая из водорода и кислорода, взрывается, когда на нее падает достаточное количество материи звезды-компаньона. Но вот относительно этого компаньона пока нет уверенности. Никто не может точно сказать, какая это должна быть звезда. Среди астрономического сообщества можно найти приверженцев практически любого типа звезды, начиная от того же белого карлика и кончая красным гигантом.

Однако поскольку взрывается всегда белый карлик, его яркость и протекание можно в целом предсказать. В результате такие взрывы становятся инструментами измерения космических расстояний. Поскольку все взрывы сверхновых типа Ia производят свет примерно одинаковой интенсивности, то тусклые сверхновые должны быть дальше. Так что яркость сверхновой – измерительная линейка, по которой определяется размер Вселенной и скорость ее расширения. Открытие ускорения расширения Вселенной, отмеченное Нобелевской премией этого года, также основано на анализе сверхновых типа Ia.

«Это открытие очень интересно, так как молодость и близость наблюдаемой сверхновой позволили нам определить ее родителя, – говорит Манси Кашливал, астроном из Института Карнеги и соавтор работы. – Мы предполагали, что во взрыве сверхновой типа Ia должен быть задействован углерод-кислородный белый карлик, и теперь у нас есть доказательство».

В случае SN2011fe ученые также смогли показать, что компаньоном белого карлика по двойной системе скорее всего была звезда главной последовательности. Оказалось, что другие типы звезд подходят хуже.

Например, если бы вторая звезда была красным гигантом, то взрыв сверхновой породил бы взрывную волну, которая должна была нагреть гиганта. В этом случае ее яркость увеличила бы общую яркость сверхновой в десять раз. Кроме того, незадолго до взрыва сверхновой телескоп Хаббл снял эту область и не нашел там красных гигантов или гелиевых звезд.

Если бы вторая звезда была белым карликом, то взаимодействие взрывной волны и материала с ней породило бы излучение в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне. Но этих длин волн не было в спектре излучения сверхновой SN2011fe.

Эти рассуждения, отрицающие любую другую, кроме звезды главной последовательности, изложены в другой статье в том же журнале. Кроме этого в Астрофизическом журнале принята к публикации статья, посвященная анализу рентгеновского и радиоизлучения вспышки, в которой также отрицается возможность красного гиганта или гелиевой звезды в качестве компаньона в двойной системе сверхновой SN2011fe.

Астрономам удалось также изучить материал, выброшенный взорвавшейся звездой. Наибольшее внимание привлекли потоки кислорода, улетавшего от звезды со скоростью до 200000 километров в секунду. Это было первое наблюдение высокоскоростных потоков кислорода от сверхновой типа Ia. «Эти наблюдение показывают внешнюю, тонкую оболочку взрыва, – говорит Билдстен. – Это части, движущиеся наиболее быстро, и мы раньше не могли увидеть смеси элементов, их составляющих».

«Быстрое открытие и классификация SN2011fe – всего за одну ночь – оказались возможны благодаря слаженной работе исследователей из дюжины институтов, – заключает Калкарни. – Будущее видится нам в ярких тонах. Скоро мы найдем еще более молодые сверхновые и сумеем изучить их еще более детально».