Астрономи вперше зафіксували несферичну геометрію вибуху наднової SN 2024ggi

Міжнародна коллаборація астрономів зафіксувала форму вибуху наднової SN 2024ggi на її найранішій, швидкоплинній стадії, отримавши безпрецедентні емпіричні дані про геометрію викиду речовини. Ці дані були зібрані саме в той критичний момент, коли матерія проривалася крізь зовнішні шари зорі-попередника. Ця знакова подія відбулася у спіральній галактиці NGC 3621, розташованій на відстані близько 22 мільйонів світлових років від Землі, у межах сузір'я Гідра.

Наднова SN 2024ggi була вперше зареєстрована 10 квітня 2024 року. Завдяки винятковій оперативності дослідницької групи, спостереження за допомогою Дуже Великого Телескопа (VLT) Європейської південної обсерваторії (ESO) розпочалися вже наступного дня, 11 квітня, лише через 26 годин після її виявлення. Це блискавичне реагування було критично важливим, оскільки ця початкова «фаза пробою» тривала лише кілька годин. Своєчасне отримання інформації дозволило вченим зафіксувати деталі, які стають абсолютно недоступними при спостереженні пізніших стадій еволюції наднової.

Ключовим методологічним проривом, що забезпечив успіх місії, стало застосування спектрополяриметрії. Цей метод був реалізований за допомогою інструменту FORS2, встановленого на VLT. Спектрополяриметрія дозволяє визначити форму та геометрію джерела світла, навіть якщо воно знаходиться на такій величезній відстані, що візуально сприймається як точковий об’єкт. Саме завдяки цьому інструменту стало можливим виміряти поляризацію світла, що є прямим індикатором асиметрії випромінювання.

Отримані дані чітко продемонстрували, що початковий викид матерії не був сферичним, як це часто передбачалося у спрощених моделях. Натомість, він мав витягнуту форму, що нагадувала оливку. Ця особливість свідчить про виражену осьову симетрію, яка сформувалася буквально з перших миттєвостей цієї космічної катастрофи. У міру того, як викинута речовина розширювалася та взаємодіяла з навколишнім середовищем, форма поступово сплющувалася, проте вісь симетрії залишалася незмінною. Астрофізики вважають, що така стійка асиметрія може бути наслідком внутрішніх умов зорі-попередника, зокрема її швидкого обертання або впливу потужного магнітного поля під час колапсу.

Зоря-попередник SN 2024ggi була ідентифікована як червоний надгігант. Її маса оцінюється в діапазоні від 12 до 15 мас Сонця, а радіус перевищував сонячний приблизно у 500 разів. Життя таких масивних світил закінчується гравітаційним колапсом ядра, що спричиняє вибух наднової типу II. Вивчення цієї ранньої, несферичної геометрії має фундаментальне значення, оскільки дозволяє астрофізикам суттєво уточнити та калібрувати теоретичні моделі, які керують механізмами вибухів масивних зірок.

У дослідженні взяли участь ключові фахівці, включаючи Йі Янга (Yi Yang) з Університету Цінхуа, який ініціював терміновий запит на спостереження, а також співавторів Дітріха Бааде (Dietrich Baade) та Фердінандо Патата (Ferdinando Patat) з Європейської південної обсерваторії (ESO). Аналіз спектрів, отриманих на ранній стадії, також виявив наявність вузьких емісійних ліній, зокрема H, He I, C III та N III. Додатково, архівні дані, зібрані космічними телескопами «Габбл» і «Спітцер», допомогли скласти детальний портрет прародителя за багато років до вибуху, підтвердивши його статус як одиночного червоного надгіганта. Цей успіх, детально описаний у журналі Science Advances, є яскравим прикладом ефективної міжнародної координації та закладає основу для подальшого статистичного аналізу форм зоряних вибухів.