JWST помог установить термоядерное происхождение редкой сверхновой SN 2024uj

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) провёл наблюдения редкого типа сверхновых — кальциево-сильного транзиента SN 2024uj. Результаты, опубликованные на arXiv, указывают на термоядерный взрыв белого карлика как наиболее вероятную причину вспышки.

SN 2024uj находится на расстоянии около 6,6 кпк от своей галактики-хозяина и демонстрирует двухпиковую кривую блеска, характерную для ударного охлаждения окружающего вещества. На ранних стадиях её оптический спектр напоминал спектры обычных сверхновых типа Ib, однако через 2–17 дней после максимума появилось сильное излучение запрещённых линий кальция.

Моделирование взрыва массивной звезды с полостью гелиевой оболочки не смогло воспроизвести ранний запрещённый кальций, даже при искусственном увеличении содержания кальция на поверхности. В то же время термоядерные сценарии естественным образом объясняют этот сигнал.

Ключевым доказательством стал спектр, полученный прибором NIRSpec через 150 дней после взрыва. Он показал сильную асимметрию и многокомпонентную структуру линий гелия I на длинах волн 1,083 и 2,058 мкм. Гелий простирается до скоростей более +5000 км/с, с узким пиком на +1500 км/с, что указывает на неравномерное распределение гелия в выбросе.

Это распределение перекрывается с центральными зонами кальция и кислорода, предполагая интенсивное перемешивание, которое трудно получить в модели взрыва массивной звезды. Узкий пик гелия, возможно, связан с ударным взаимодействием со сброшенным компаньоном в двойной системе.

Кроме того, в инфракрасном спектре обнаружена молекулярная эмиссия CO и рост непрерывного излучения, что вместе с фотометрическим детектированием на 10 мкм свидетельствует о наличии пыли, излучающей в среднем инфракрасном диапазоне.

Учитывая удалённое расположение сверхновой, ранний запрещённый кальций, смешанный выброс гелия, кальция и кислорода, а также возможный сигнал от компаньона, авторы статьи приходят к выводу, что SN 2024uj образовалась в результате термоядерного взрыва белого карлика, в состав которого входил по крайней мере один частично гелий-богатый компонент малой массы.