Моделирование сверхновых позволяет прогнозировать форму их остатков
AstroNews.ru - 27 Марта 2021 20:58:20
Астрономы теперь лучше подготовлены к интерпретации наблюдений остатков сверхновых, благодаря компьютерному моделированию этих высокоэнергетических событий, выполненному астрофизиками научного института RIKEN, Япония.
В этом новом исследовании, проведенном группой под руководством Джилса Ферранда (Gilles Ferrand) из Лаборатории астрофизики Большого взрыва института RIKEN, были разработаны трехмерные компьютерные модели, которые воссоздают взрывы сверхновых. Эти симуляции включают два этапа: на первом этапе моделируется сам взрыв сверхновой, в то время как на втором этапе – этапе прогнозирования формы остатков сверхновых – в качестве входных данных используются результаты первого этапа моделирования. «Нашей целью является изучение влияния различных условий взрыва на формирование остатков сверхновых», - объяснил Ферранд.
Последние усовершенствования предложенных командой моделей касаются двух аспектов взрывов сверхновых типа Ia: характера возникновения вспышки внутри белого карлика и характера распространения ее внутри звезды. Вспышка может возникнуть внутри белого карлика либо лишь в нескольких местах, либо во многих местах одновременно. Последующее горение при этом может протекать как дефлаграция – турбулентное пламя, которое распространяется с дозвуковой скоростью – или может включать дефлаграцию, сопровождаемую сверхзвуковой детонацией.
Комбинируя эти возможности в различных вариантах, исследователи построили четыре типовых модели остатков сверхновой. «Каждая модель отличается своими особыми свойствами», - сказал Ферранд. Например, в случае сверхновых с малым количеством точек возникновения вспышки и дефлаграционным распространением горения формируются остатки, имеющие симметричную оболочку, которая смещена относительно центра взрыва. В то же время сценарий, включающий малое количество точек возникновения вспышки и детонацию, дает на выходе остатки, в которых одна половина внешней оболочки является в два раза более плотной, по сравнению с другой ее половиной. Остатки, образовавшиеся в результате дефлаграционного горения, также неожиданно продемонстрировали «швы» из более плотного материала.
Эти результаты показывают, что лучшим временем для наблюдения влияния вспышки сверхновой на форму ее остатков является период от 100 до 300 лет после взрыва. Это влияние дольше прослеживается в случае сверхновых с меньшим количеством точек возникновения вспышки, однако почти все остатки сверхновых приобретали форму, близкую к сферической, по истечении 500 лет. Полученные Феррандом и его группой результаты помогут астрономам более корректно интерпретировать наблюдения остатков сверхновых.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.