Создана трехмерная модель вспышки сверхновой

Огромная энергия таких вспышек позволяет регистрировать их на большом удалении, но взрывы звёзд происходят редко. В галактике размером с Млечный Путь за 50 лет наблюдается в среднем одна сверхновая. Около 20 лет назад Земли достигло излучение сверхновой SN 1987A, вспыхнувшей на расстоянии 170 000 световых лет от Земли в туманности Тарантула в Большом Магеллановом облаке. Удачное расположение SN 1987A позволило изучить её как ни одну другую сверхновую.

SN 1987A относится к сверхновым II типа — взрывам звёзд с массой, превышающей 9 солнечных. Первоначальная масса звезды была оценена примерно в 20 солнечных. При наблюдении объекта астрономы обнаружили, что вид кривой блеска определяется распадом нестабильного изотопа никеля 56Ni, проникающего в водородную оболочку разрушенной звезды. Никелевые «пули» двигались из внутренних областей наружу со скоростью в несколько тысяч километров в секунду — гораздо быстрее, чем окружающий водород.

Упрощённые одномерные гидродинамические расчёты не могли объяснить это явление. Созданные через некоторое время двумерные модели показали, что взрыв действительно асимметричен и вызывает перемешивание вещества, но воспроизвести данные наблюдений с достаточной точностью авторам исследования также не удалось.

В новой работе астрофизики исследовали процесс взрыва голубого сверхгиганта массой в 15,5 солнечной на длительном временном промежутке. Моделирование стартует через несколько миллисекунд после инициации взрыва в ядре и заканчивается тремя часами позже.

«Трёхмерная модель существенно отличается от её двумерного аналога, — объясняет ведущий автор исследования Николай Хаммер (Nicolay Hammer). — Они, к примеру, дают разные результаты в части перемещения сгустков вещества с высоким содержанием металлов». В трёхмерном варианте металлосодержащие «пули» движутся быстрее, чем в двумерном, что в большей степени соответствует экспериментальным данным.

В будущем учёные планируют провести моделирование взрывов звёзд других типов при различных начальных условиях.

Первые 500 мс взрыва сверхновой

Моделирование процесса на протяжении 9 000 секунд