Неудавшиеся сверхновые становятся белыми карликами

Большинство сверхновых типа Ia взрываются с равной интенсивностью, что позволяет использовать их в роли своего рода небесных реперов. Однако небольшая часть — буквально пара десятков из всех зарегистрированных — демонстрирует аномально низкую светимость.

«Если яркость обычной сверхновой сравнить с 60-ваттной лампочкой, то яркость [самой тусклой] сверхновой 2008 года будет эквивалентна малой части одной свечи, или нескольким дюжинам светляков», — замечает Роберт Фишер (Robert Fisher), адъюнкт-профессор из Университета Массачусетса в Дартмуте (США).

Чтобы выяснить природу слишком тусклых взрывов, г-н Фишер и Джордж Джордан (George Jordan) из Чикагского университета провели масштабное моделирование процессов, протекающих в сверхновых пограничной массы, которой не вполне хватает для полноценного взрыва.

Оказалось, что стандартной детонацией тут и не пахнет: термоядерные реакции, возникающие в одной точке, огибают поверхность звезды, но не сталкиваются там друг с другом, порождая взрыв, а асимметрично гаснут. Таким образом, значительная часть энергии расходуется не на поверхности звезды, срывая её в пространство, а внутри, резко нагревая подповерхностные слои, что расширяет их. В итоге такая звезда не может взорваться полноценно, ибо детонация у неё отсутствует.

Что особенно важно, из-за асимметричного гашения волны кинетической энергии, срывающие часть оболочки звезды, столь же несимметрично распределяются в направлении, перпендикулярном поверхности светила. И звезда (точнее, остающийся на её месте белый карлик) получает мощнейший импульс, направленный в какую-то одну сторону.

По расчётам получилось, что такая звезда станет гиперскоростной и даже может покинуть пределы галактики, превысив четвёртую космическую скорость.

А вот ещё одна неожиданность: часть тяжёлых элементов, обычно выбрасываемых при взрыве, может остаться на поверхности будущего белого карлика, что придаст той нетипичные примеси, такие как кальций и железо, обычно отсутствующие у подобных звёзд. Хотя исследователи до того не слышали о таких вещах, поиск по каталогам неожиданно позволил им обнаружить значительное количество подобных белых карликов.

Астрономы полагают, что на деле «неудавшихся сверхновых» значительно больше, чем мы знаем; возможно, до 15% от всех Ia. Очевидно, их низкая светимость должна препятствовать обнаружению, создавая видимость чрезвычайной редкости явления.

Отчёт об исследовании вскоре появится в Astrophysical Journal Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.