Перше виявлення радіохвиль наднової типу Ia

Астрономи Стокгольмського університету виявили незвичайну наднову типу Ia. Вперше він був виявлений в радіохвилях і показав сильні викиди гелію. Наднову створив А[{” attribute=””>white dwarf star that pulled helium-rich material from a companion star. This novel finding adds to our understanding of Type Ia supernovae, which are pivotal for measuring the universe’s expansion.

A team of astronomers led by Stockholm University has discovered an unusual Type Ia supernova – or thermonuclear supernova – called SN 2020eyj. Not only did they make the first detection of such a supernova in radio waves, follow-up observations from W. M. Keck Observatory on Maunakea, Hawaiʻi Island also showed strong emission lines of helium.

This marks the first confirmed Type Ia supernova triggered by a white dwarf star that pulled material from a companion star with an outer layer consisting primarily of helium; normally, in the rare cases where the material stripped from the outer layers of the donor star could be detected in spectra, this was mostly hydrogen.

Type Ia supernovae are important for astronomers since they are used to measure the expansion of the universe. However, the origin of these explosions has remained an open question. While it is established that the explosion is caused by a compact white dwarf star that somehow accretes too much matter from a companion star, the exact process and the nature of the progenitor is not known.

The new discovery of supernova SN 2020eyj is evidence the companion star was a helium star that had lost much of its material just prior to the explosion of the white dwarf.

The study, which includes data from Keck Observatory’s Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS), is published in the May 17th issue of the journal Nature.

Враження художника про подвійну зоряну систему з компактною білою карликовою зіркою, що накопичує матеріал від супутника-донора, багатого на гелій, оточений щільним пиловим матеріалом. Саме взаємодія між вибухаючою зіркою та залишковим матеріалом цього супутника призвела до сильного радіосигналу та чітких ліній гелію в оптичних спектрах SN 2020eyj. Авторство зображення: Обсерваторія Адама Макаренка/WM Keck

«Коли ми побачили ознаки сильної взаємодії з матеріалом-супутником, ми також спробували виявити це в радіовипромінюванні», — говорить Ерік Коль, докторант кафедри астрономії Стокгольмського університету та провідний автор статті. «Виявлення на радіо — це перша наднова типу Ia — те, що астрономи намагалися зробити десятиліттями».

Наднову 2020eyj вперше спостерігала Цвікі Транзитний центр в обсерваторії Паломар біля Сан-Дієго, членами якої є Центр Оскара Кляйна Стокгольмського університету.

«Північний оптичний телескоп у Ла-Пальмі був ключовим для спостереження за цією надновою», — говорить Єспер Соллерман, професор кафедри астрономії Стокгольмського університету та співавтор статті. «Як і спектри Великого телескопа Кека на Гаваях, який одразу виявив дуже незвичайний матеріал, у якому домінує гелій, навколо зірки, що вибухнула».

“Це явно незвичайна наднова типу Ia, але вона все ще пов’язана з тими, які ми використовуємо для вимірювання розширення Всесвіту”, – додає співавтор Джоель Йоханссон з факультету фізики Стокгольмського університету. «Хоча звичайна наднова типу Ia завжди вибухає з однаковою яскравістю, ця наднова говорить нам, що існує багато різних шляхів вибуху зірки білого карлика».

Додаткову інформацію про це дослідження див. у розділі «Радіосигнал розкриває походження вибуху термоядерної наднової».

Довідка: «Радіодетектована наднова типу Ia з матеріалом, багатим на гелій» Ерік С. Кул, Джоел Йоханссон, Йеспер Соллерман, Хав’єр Молдон, Такаші Дж. Морія, Сеппо Маттіла, Стів Шульце, Лаура Хом’юк і Мігель Перес-Торрес, Доступно тут Челсі Харріс, Пітер Лундквіст, Меттью Грем, Шенг Янг, Деніел А. Берлі, Нора-Лінн Стратйохан, Крістофер Фремлінг, Авішай Гал-Ям, Джеремі Лесмі, Кейт Магуайр, Коннор Оманд, Меттью Сміт, Ігор Андреоні, Ерік Сі Беллем, Джошуа С. Блум, Кешалай Д., Стівен Л. Грум, Мансі М. Каслівал, Френк Дж. Мессі, Майкл С. Медфорд, Сунгмін Парк, Джосія Пурдум, Томас М. Рейнольдс, Ред Рідделл, Естель Роберт, Стюарт Д. Райдер, Яшві Шарма та Деніел Стерн, 17 травня 2023 р. Доступно тут. природи.
doi: 10.1038/s41586-023-05916-w