Астрономи пояснили, що відбувається всередині масивних зірок перед вибухом

Астрономи представили нові пояснення того, як масивні зорі готуються до вибуху наднової. Дві роботи, опубліковані в The Astro­phys­i­cal Jour­nal, показують: вирішальними чинниками можуть бути металічність зорі та густина речовини навколо неї. Це дозволяє пояснити «роздуті» оболонки та повільніші, тьмяніші спалахи наднових без припущень про екстремальні втрати маси перед катастрофою.

Перше дослідження під керівництвом По-Шен Оу з Acad­e­mia Sini­ca (Тайбей) розглянуло умови, за яких масивна зоря стає червоним надгігантом — головним попередником наднових типу II. Моделювання показало, що ключовим є поріг металічності: зорі повинні мати щонайменше 1/10 від сонячної, щоб перетворитися на червоні надгіганти. Нижче цього рівня вони частіше залишаються блакитними надгігантами. Вища металічність збільшує непрозорість речовини, впливає на ядерне горіння та радіус зорі, що полегшує «розпушення» оболонки й перехід у стабільний режим червоного надгіганта.

Друга робота, очолена Вун‑І Чень, присвячена моменту «shock break­out» — коли ударна хвиля виходить на поверхню зорі й дає перший видимий спалах наднової. У двовимірних радіаційно-гідродинамічних симуляціях автори показали: розтягнуті оболонки та висока густина навколозоряної речовини уповільнюють вихід фотонів. Це робить спалах довшим у часі, але слабшим за яскравістю. Важливу роль відіграє «радіаційний провісник» — витік випромінювання, який зміщує фотосферу назовні ще до появи ударної хвилі.

Науковці наголошують, що ці результати мають практичне значення. У найближчі роки кількість відкритих наднових різко зросте, і без точних моделей інтерпретація їхніх світлових кривих буде складною. Нові висновки про роль металічності, структури оболонки та густини навколозоряного середовища допоможуть швидше й точніше відновлювати, якими були зорі перед вибухом.