Ученые впервые смоделировали слияние белых карликов в 3D: получены ключи к разгадке сверхновых типа Ia
Международная группа астрофизиков впервые провела трехмерное моделирование туманной фазы взрыва сверхновой типа Ia в результате слияния двух белых карликов. Работа опубликована в репозитории arXiv и показывает, что подобные расчеты позволяют выявить спектральные особенности, недоступные одномерным моделям.
Ученые рассмотрели двойную систему с массами 1,1 и 0,7 солнечной, где вторичный компонент сталкивается с первичным, инициируя прямое углеродное зажигание. Моделирование учитывало неравновесное возбуждение и ионизацию (NLTE), а также вклад не тепловых электронов.
Ключевое отличие 3D-модели — появление эмиссионных линий [O I] от несгоревшего вещества, принадлежавшего вторичному карлику. Это позволяет отличить сценарий так называемого насильственного слияния от других вариантов, например двойной детонации (D?).
Авторы сравнили свою модель со спектрами двух известных сверхновых. Для нормальной SN 2021aefx удалось воспроизвести большую часть широкополосного спектра, хотя модель занижает интенсивность [Ni II] и показывает сильные линии стабильного никеля в высокоионизованном состоянии.
Что касается необычной SN 2022pul (типа 03fg-like), модель не совпала с наблюдениями: не воспроизвела сильные линии [Ar II] и [Ne II]. Однако авторы предполагают, что похожая конфигурация слияния, но с более массивным компаньоном или полным разрушением вторичной звезды, может объяснить этот объект.
Отдельно отмечена сильная зависимость наблюдаемых признаков от угла зрения. Это означает, что данные космического телескопа JWST в сочетании с многомерными моделями помогут астрономам уверенно различать каналы происхождения сверхновых типа Ia — одного из ключевых инструментов для измерения расстояний во Вселенной.
