Наднова SNR 0509-67,5, що вибухнула кілька сотень років тому, стала першим наочним доказом передбаченого раніше сценарію утворення наднових типу Ia. Наднові типу Ia утворюються в результаті вибуху білого карлика, зірки, що остигає, позбавленої джерела термоядерної енергії і світиться лише завдяки нагріванню. Як може
вибухнути така «мертва» зірка? При досягненні маси приблизно 1,4 сонячної (межа Чандрасекара) у ній запуститься термоядерний вибух.
Необхідну масу для вибуху білий карлик може набрати, «зкравши» речовину у зірки — сусідки за подвійною системою. Це значно обмежує параметри системи, де може статися така подія. Більш того, за результатами спостережень і комп’ютерного моделювання, більшість наднових Ia все ж таки утворюється з білих карликів, що не досягли межі Чандрасекара.
За допомогою розрахунків та моделювання вчені показали, що механізмом утворення наднових Іа з невеликих білих карликів може бути подвійний вибух. Для цього білий карлик, що складається з вуглецю та кисню, має бути покритий тонкою гелієвою оболонкою. Гелій він може “захопити” у сусідки за системою – гелієвої зірки або насиченого гелієм білого карлика. Це набагато «простіше», ніж набрати масу до межі Чандрасекара.
Перший вибух відбувається в гелієвій оболонці через стиск під дією тяжіння і супутнього нагріву. Від вибухової хвилі стискається вуглецево-кисневе нутро білого карлика. Так відбувається другий вибух, що розриває зірку в наднову типу Ia. Комп’ютерне моделювання дозволило вченим уявити, як виглядатиме залишок такої події. І ось вони вперше побачили підтвердження розрахунків.
SNR 0509-67,5 – залишок наднової у Великій Магеллановій Хмарі, галактиці – супутник Чумацького Шляху. Наднова утворилася 300-350 років тому. За раніше проведеними спостереженнями вчені припустили, що білий карлик вибухнув, не досягнувши межі Чандрасекара. Тому автори нової наукової роботи вирішили уважніше придивитися до об’єкта. Спостереження проводили за допомогою телескопа VLT. Виявилося, що залишок SNR 0509-67,5 складається з двох «оболонок» іонізованого кальцію з додатковим шаром сірки, як і передбачало моделювання. Їхня форма та параметри точно збігаються зі сценарієм подвійного вибуху.
Згідно з оновленими розрахунками, SNR 0509 була білим карликом масою трохи більше Сонця (1,028 сонячної маси). Його огортала тонка – всього 0,027 сонячної маси – оболонка з гелію. Саме вона утворила зовнішній «міхур» з кальцію. За століття після вибуху він значно розширився і зараз перебуває за 6,7 світлового року від центру. Внутрішній «міхур» з кальцію — результат вибуху найбілішого карлика. Його радіус – 5,6 світлового року. Між шарами кальцію, ближче до зовнішньої оболонки, просвічує шар сірки. Яскраві точки на опублікованих знімках — зірки, які не мають відношення до наднової.
Відкриття не означає, що всі наднові типу Iа утворюються лише за таким сценарієм. Більше того, як зазначили автори дослідження, при зіткненні білих карликів обидва об’єкти можуть пройти через подвійний вибух, скинувши речовину. Гіпотетично така подія теж може породити подвійну «бульбашку» з кальцію, хоч у неї і будуть інші параметри. Загалом, поки що можна стверджувати, деякі подвійні вибухи білих карликів породжують наднові типу Iа.
Головне, що білі карлики з придатними для подвійного вибуху параметрами зустрічаються досить часто, щоб пояснити поширеність наднових типу Ia. Стаття з описом незвичайного залишку наднової SNR 0509 вийшла в журналі Nature Astronomy.