Первое обнаружение радиоволн сверхновой типа Ia

Художественное изображение SN 2020eyj, звезды белого карлика, которая стала сверхновой после того, как материал был перекачан из звезды-компаньона гелия. Предоставлено: Обсерватория Адама Макаренко/WM Keck.

Астрономы Стокгольмского университета обнаружили необычную сверхновую типа Ia. Впервые он был обнаружен в радиоволнах и показал сильное излучение гелия. Сверхновая была вызвана[{» 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.

Представление художника о двойной звездной системе с компактным белым карликом, аккрецирующим материал от богатого гелием компаньона-донора, окруженного плотным пыльным материалом. Именно взаимодействие между взорвавшейся звездой и остатками вещества этого компаньона привело к появлению сильного радиосигнала и четких линий гелия в оптических спектрах SN 2020eyj. Предоставлено: Обсерватория Адама Макаренко/WM Keck.

«Как только мы увидели признаки сильного взаимодействия с сопутствующим материалом, мы также попытались обнаружить его в радиоизлучении», — говорит Эрик Коль, научный сотрудник факультета астрономии Стокгольмского университета и ведущий автор статьи. «Обнаружение в радио — это первая сверхновая типа Ia — то, что астрономы пытались сделать на протяжении десятилетий».

Сверхновая 2020eyj впервые наблюдалась с помощью Zwicky Transit Facility в Паломарской обсерватории недалеко от Сан-Диего, членом которой является Центр Оскара Кляйна Стокгольмского университета.

«Северный оптический телескоп в Ла-Пальме сыграл ключевую роль в наблюдении за этой сверхновой», — говорит Джеспер Соллерман, профессор кафедры астрономии Стокгольмского университета и соавтор статьи. «Как и спектры Большого телескопа Кека на Гавайях, которые сразу же выявили очень необычный материал с преобладанием гелия вокруг взрывающейся звезды».

«Это явно необычная сверхновая типа Ia, но она все еще связана с теми, которые мы используем для измерения расширения Вселенной», — добавляет соавтор Джоэл Йоханссон с физического факультета Стокгольмского университета. «В то время как обычная сверхновая типа Ia, кажется, всегда взрывается с одинаковой яркостью, эта сверхновая говорит нам, что у белого карлика есть много разных путей взрыва».

Для получения дополнительной информации об этом исследовании см. «Радиосигнал раскрывает происхождение взрыва термоядерной сверхновой».

Ссылка: «Радиообнаруженная сверхновая типа Ia с материалом, богатым гелием», авторы Эрик К. Кул, Джоэл Йоханссон, Джеспер Соллерман, Хавьер Молдон, Такаши Дж. Мория, Сеппо Маттила, Стив Шульце, Лаура Чомиук и Мигель Перес-Торрес. Доступно здесь Челси Харрис, Питер Лундквист, Мэтью Грэм, Шэн Ян, Дэниел А. Берли, Нора-Линн Струтджохан, Кристофер Фремлинг, Авишай Гал-Ям, Джереми Лесми, Кейт Магуайр, Коннор Оманд, Мэтью Смит, Игорь Андреони, Эрик С. Беллем, Джошуа С. Блум, Кешалаи Д., Стивен Л. Грум, Манси М. Касливал, Фрэнк Дж. Мэсси, Майкл С. Медфорд, Сунгмин Парк, Джозия Пурдум, Томас М. Рейнольдс, Ред Ридделл, Эстель Роберт, Стюарт Д. Райдер, Яшви Шарма и Дэниел Стерн, 17 мая 2023 г., доступно здесь. природа.
дои: 10.1038/s41586-023-05916-w