Радио и рентген раскрыли форму околозвездной среды сверхновых
Международная группа астрофизиков представила новый подход к изучению сверхновых, основанный на анализе радио- и рентгеновского излучения. Исследование опубликовано на arXiv и показывает, как по наблюдениям можно восстановить форму плотного вещества вокруг взорвавшейся звезды.
Когда ударная волна сверхновой сталкивается с окружающей средой, часть энергии переходит в излучение в разных диапазонах. Авторы работы рассмотрели три возможные геометрии околозвездной среды: сферическую, форму песочных часов и дисковую. Выяснилось, что спектр и кривые блеска в радио- и рентгеновском диапазонах существенно различаются для симметричной и асимметричной структур.
В случае несферической среды радио-кривая блеска становится более плоской вблизи пиковой частоты из-за свободно-свободного поглощения в невозмущённой среде. Кроме того, ранний подъём радиоизлучения оказывается более плавным, если плотность среды вдоль луча зрения наблюдателя выше, чем в других направлениях. Если плотность ниже, радио-кривая уплощается возле максимума, а вклад обратной ударной волны в рентгене становится пренебрежимо малым.
На основе этих особенностей авторы разработали метод, позволяющий ограничить геометрию среды по форме восходящей части радио-кривой около пика. Спад кривой после максимума, как они утверждают, даёт информацию о том, похож ли профиль плотности на ветровой. Рентгеновские данные используются для подтверждения выводов, полученных по радио.
Метод был проверен на двух известных сверхновых — SN 1993j и SN 2023ixf. В обоих случаях асимметричная околозвездная среда отлично согласуется с наблюдениями, что, по мнению исследователей, является жизнеспособной альтернативой моделям с несферическим ветром, предложенным ранее в литературе.
Полученные результаты подчёркивают важность радио- и рентгеновских сигналов для понимания истории потери массы звёздами-предшественниками сверхновых. Это знание, в свою очередь, помогает уточнять модели эволюции массивных звёзд и механизмы их взрыва.
