Исследование космоса постоянно преподносит человечеству удивительные открытия, расширяющие горизонты научного понимания. Одним из таких прорывов стало получение впервые в истории снимков последствий так называемого двойного детонационного взрыва звезды, зафиксированного с помощью Очень большого телескопа (Very Large Telescope, VLT) Европейской южной обсерватории (ESO). Это открытие проливает свет на редкий и сложный процесс, в ходе которого умирает звезда, и играет значительную роль в формировании химического состава галактик, включая наш Млечный Путь. Двойной детонационный взрыв — это уникальная разновидность сверхновой, связанная с белым карликом — звездным ядром, ядром умершей звезды, приблизительно равным по массе нашему Солнцу, но в разы более плотным. В отличие от стандартных сверхновых, про которые мы зачастую слышим — следствий коллапса массивных звезд, имеющих массу в восемь и более раз превышающую солнечную — здесь механизм смерти звезды иной и поражающий по своей сложности.
Белый карлик может находиться в тесной двойной системе со спутником — либо другим белым карликом, либо необычной звездой, богатой гелием. Благодаря сильному гравитационному притяжению белый карлик начинает постепенно забирать гелий со спутника. Когда слой этого газа на поверхности белого карлика достигает определённой температуры и плотности, происходит его детонация, создающая ударную волну. Эта волна, в свою очередь, сжимает и инициирует вторую, куда более мощную детонацию в самом ядре звезды. Таким образом, происходят два взрыва — сначала поверхностный, гелиевый, а затем взрыв ядра — ярчайшее и взрывное событие, полностью разрушающее белый карлик.
Менее чем за пару секунд происходит переход от первого взрыва ко второму. Этот двойной взрыв оказался настолько мощным, что белый карлик просто испаряется, не оставляя после себя компактного объекта — в отличие от классических сверхновых, где после взрыва может остаться нейтронная звезда или чёрная дыра. Ключевым этапом в изучении такого процесса стали недавно опубликованные изображения его последствий. Телескоп VLT, расположенный на территории Чили, при помощи своего передового прибора Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) сфотографировал расширяющиеся остатки взорвавшейся звезды в галактике Большое Магелланово Облако, находящейся всего в 160 тысячах световых лет от Земли в созвездии Дорадо. Несмотря на то что событие произошло примерно 300 лет назад, свет от взрыва успел достичь нас лишь сейчас, предоставляя уникальную возможность «расследовать» послеэффекты взрыва через спектроскопию.
На полученных изображениях отчётливо видны две концентрические оболочки, состоящие из кальция, которые двигаются наружу. При помощи спектрального анализа астрономы смогли идентифицировать не только кальций, но и присутствие серы. Эти химические элементы формируются только в результате ядерных реакций при сверхновых взрывах и играют важную роль в эволюции галактик, а также в образовании планет и самой жизни. Присутствие этих двух кальциевых оболочек — это убедительный «курящий пистолет» двойного взрыва, поскольку именно двойная детонация и вызывает образование двух отдельных слоёв с разным составом и движением. По словам ведущих учёных, взгляд на эти остатки можно назвать настоящей форензической астрономией — изучением звездных останков для воссоздания сценария их гибели.
Наблюдения также имеют огромное значение с точки зрения понимания химической эволюции Вселенной. После Большого взрыва космос состоял преимущественно из водорода и гелия, а все тяжелые элементы, такие как кальций, сера и железо, формировались внутри звезд и распространялись в межзвёздное пространство именно сверхновыми. Такие процессы создают базис для формирования планет, включая Землю, и появления жизни. До сих пор учёные только предполагали существование двойных взрывов, изучая косвенные данные и компьютерные модели. Однако теперь, благодаря прорывным фотографиям и анализу спектров, эти теории получили подтверждение.
Это открытие позволяет пересмотреть некоторые аспекты звездной эволюции и модели распространения элементов в галактиках. Особенности двойного детонационного взрыва также проливают свет на разнообразие вспышек сверхновых типа Ia, которые с давних времён используются астрономами как «стандартные свечи» для измерения расстояний в космосе и определения параметров ускоренного расширения Вселенной. Осознание механизма двойного взрыва поможет корректнее интерпретировать данные, получаемые при наблюдениях таких сверхновых. Кроме сугубо научного значения, серия полученных изображений поражает своей эстетической красотой. Этот снимок можно назвать запечатлённым моментом рождения химических элементов, дающих жизнь.
Ведь после того как звезда взрывается и рассеивает тяжелые элементы, они входят в состав новых звезд, планет и живых организмов, включая человека. Судя по всему, исследования двойного детонационного взрыва только начинают развиваться и обещают в ближайшие годы внести значительный вклад в астрономию и космическую химию. Сочетание современных телескопов, электроники и аналитических методов открывает поистине невиданные ранее возможности для понимания процессов, которые происходят в далёких уголках вселенной и которые непосредственно связаны с зарождением самого нашего мира. Таким образом, наблюдение первых фотографий последствий двойного взрыва звезды — это не просто новая глава в астрономии. Это — окно в понимание сложных взаимодействий, формирующих химический состав Вселенной, нашей галактики и самого существа жизни на Земле.
