Хорошо изученные в теории и на практике сверхновые типа Ia, также известны как белые карлики, при детальном рассмотрении процессов оказались не так просты. Моделирование открыло ранее неизвестный механизм термоядерного взрыва белого карлика — метод двойной детонации. Это открытие важно, так как такие сверхновые служат так называемыми стандартными свечами — мерилом расстояний во Вселенной. Теперь у этой «линейки» обнаружен изъян.

Художественное представление последствий двойной детонации сверхновой SNR 0509-67.5. Источник изображения: ESO/P. Das

Далеко не все белые карлики — остывающие ядра потухших звёзд — становятся сверхновыми типа Ia. Их ядра содержат в основном углерод и кислород, совокупной плотности которых недостаточно для запуска термоядерной реакции. Снова термоядерная реакция в белом карлике может запуститься только при превышении им критической массы (примерно свыше 1,4 массы Солнца), что происходит при аккреции вещества на звезду или при столкновении с другим таким же остывающим партнёром по системе (а двойных систем во Вселенной очень и очень много).

Повторный запуск термоядерной реакции при превышении критической массы — предела Чендрасекара — ведёт к цепной реакции и термоядерному взрыву, после чего белый карлик разрывает на атомы. Поскольку все физические характеристики таких звёзд примерно одинаковы, а условия запуска термоядерной реакции во Вселенной везде одни и те же, яркость сверхновых типа Ia остаётся одинаковой в любой точке пространства. По этой яркости можно узнать расстояние до сверхновой и окружающих её объектов, например, до галактики, в которой была обнаружена сверхновая.

Проблема в том, что сверхновых типа Ia достаточно много, чтобы они могли возникать только в результате двух механизмов — слияния звёзд и аккреции вещества на звезду. Моделирование показало, что право на жизнь имеет ещё один механизм — это двойная детонация. Что-то должно подтолкнуть остывающее ядро белого карлика к взрыву, например, как это происходит в термоядерной бомбе — через сжимающуюся оболочку.

На внешней стороне ядра белого карлика может скопиться избыток гелия, в котором может возникнуть термоядерная реакция, или дополнительный гелий может быть отобран у соседней звезды, ещё не ставшей белым карликом. В обоих случаях суть одна — это накопление на внешней стороне ядра белого карлика критической массы вещества, способного запустить термоядерную реакцию и произвести взрыв — первичную детонацию. Направленный внутрь взрыв сжимает ядро звезды, запуская в нём термоядерную реакцию из более тяжёлых элементов — происходит вторая детонация.

Модели показали, что в результате первой и второй детонации на первых этапах процесса синтезируется кальций. Потом возникает синтез других элементов, но кальциевые оболочки должны быть достаточно явными, чтобы их можно было засечь нашими инструментами. Также имело смысл искать сверхновую, взорвавшуюся достаточно давно, чтобы две кальциевые оболочки разошлись в пространстве далеко друг от друга и оказались различимыми.

Распределение кальция в останках сверхновой SNR 0509-67.5. Источник изображения: ESO/P. Das

Перспективным кандидатом для обнаружения «дважды взорвавшейся» сверхновой стал объект SNR 0509-67.5, расположенный в близлежащем к нам Большом Магеллановом Облаке. Этим останкам примерно 300 лет. Астрономы из Европейской Южной Обсерватории (ESO) наблюдали за останками этой сверхновой спектрометром MUSE на Очень Большом Телескопе. Анализ данных показал две отчётливые оболочки из ионов кальция, удаляющиеся от точки взрыва. Это стало первым практическим подтверждением неизвестного ранее механизма взрыва сверхновых типа Ia — двойной детонации.

Это открытие очевидным образом затрагивает все измерения, где для определения дальности используются сверхновые Ia. В случае двойной детонации яркость события будет ниже за счёт меньшей массы взорвавшегося белого карлика. Тем самым объект будет казаться дальше, чем он есть на самом деле. Более того, один такой взрыв может подорвать находящийся рядом другой белый карлик, различить которые будет невозможно, если они находились достаточно близко. Это даст погрешность в другую сторону, ведь яркость такого события будет выше обычной.

Учёные, казалось бы, нашли ответ на одну из загадок, но это внесло ещё больше путаницы в известные явления.

Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) создали самое детальное и многоцветное изображение галактики. Это галактика «Скульптор» или NGC 253, удалённая от Земли на 11 миллионов световых лет. Ширина галактики достигает 65 тысяч световых лет. На создание панорамного снимка объекта ушло 50 часов наблюдений, в течение которых было сделано более 100 снимков.

Источник изображения: ESO

Это первое детальное изображение галактики, созданное с использованием тысяч оттенков. Цвет или оттенок передаёт информацию о звёздах, газе, их составе, температуре и потоках, а также несёт множество другой информации. Галактика NGC 253 стала первой, на примере которой учёные будут детально изучать степень влияния её микроструктур — газа, пыли и звёзд — на общую форму и эволюцию её образования. В этом плане галактика «Скульптор» очень удобна. Она словно позирует с призывом изучить её подробнее. Она видна как целиком, так и в деталях, о свойствах которых говорит их цвет.

«Галактика Скульптор находится в идеальном положении, — поясняют учёные. — Она достаточно близка, чтобы мы могли рассмотреть её внутреннюю структуру и изучить её строительные блоки с невероятной точностью, но в то же время она достаточно велика, чтобы мы могли видеть её как единую систему».

Для сбора всей полученной информации по галактике астрономы использовали многоцелевой спектроскопический исследовательский инструмент (MUSE) на VLT — Очень большом телескопе в Чили, где расположены инструменты ESO. Даже при первом поверхностном взгляде на снимок исследователи обнаружили более 500 планетарных туманностей — оболочек, сброшенных умершими звёздами типа нашего Солнца.

Планетарные туманности позволяют довольно точно определять расстояния до них и, следовательно, удалённость галактики, в которой их находят. Обычно в галактиках обнаруживают до 100 планетарных туманностей, поэтому открытие 500 таких образований в одной галактике — это значительная удача.

Сегодня в чилийской пустыне Атакама в разгаре работы по созданию купола Чрезвычайно большого телескопа и ложа для 200-тонного 39-метрового зеркала. Строительная техника и краны кажутся игрушечными на фоне колоссального сооружения. Проект стартовал 10 лет назад и движется к своему завершению через четыре года. Это будет крупнейший на Земле оптический телескоп, который расширит горизонты наших знаний о Вселенной.

Источник изображения: ESO

Представители Европейской южной обсерватории (ESO) поделились кадрами со стройки объекта, сделанными в прошлом месяце. На снимках мы видим, прежде всего, гигантский купол, который будет оборудован раздвижными створками. На время жаркого дня или пылевых бурь телескоп будет прятаться за ними и за теплоизоляционной обшивкой купола. Всё сооружение будет покрыто теплоизоляцией для сохранения более-менее стабильной температуры внутри помещения до наступления ночи.

Внутри купола создаётся специальное ложе для самого большого в мире зеркала. Оно должно выдержать 200 т и будет компенсировать перепады температур и вибрации, вызванные, например, сильным ветром. Кроме того регулироваться будет каждый сегмент составленного из 798 шестиугольных кусочков зеркала. Каждый сегмент будет иметь собственный модуль с системой выравнивания.

Также оптика телескопа будет иметь адаптивную лазерную подстройку для компенсации турбулентностей в атмосфере. Система будет следить за четырьмя искусственными звёздами в небе, и тысячу раз в секунду подстраивать одно из зеркал в оптической системе телескопа под завихрения воздуха в зоне обзора. Всего оптическая система телескопа будет включать шесть зеркал вместе с основным. Первый свет обсерватория рассчитывает получить в 2028 году, что будет на 4 года позже первоначальных планов.

Чрезвычайно большой телескоп Европейской Южной обсерватории (ESO ELT), строящийся в чилийской пустыне Атакама, стал на шаг ближе к завершению. Немецкая компания SCHOTT успешно доставила для обработки заготовку для последнего из 949 сегментов, заказанных для основного зеркала телескопа. При диаметре более 39 метров это зеркало станет самым большим когда-либо изготовленным для телескопа.

Источник изображений: ESO

Чаша основного зеркала (M1) Чрезвычайно большого телескопа состоит из 798 шестиугольных сегментов, каждый толщиной около 5 см и шириной 1,5 м. Вместе они будут собирать столько света, что превысят возможности глаза человека в десятки миллионов раз. Для облегчения обслуживания и ремонта главного зеркала уже после его ввода в строй изготовлено дополнительно 133 сегмента. Сверх того, ESO закупила 18 запасных сегментов, в результате чего их общее количество достигло 949.

Оптическая система телескопа ELT будет состоять из пяти зеркал, где помимо главного зеркала M1 будет ещё четыре зеркала намного меньшего диаметра. Все зеркала уже отлиты и подготавливаются к работе.

Каждый сегмент главного зеркала отлит из уникального стеклокерамического материала ZERODUR компании SCHOTT. Обсерватория стала крупнейшим заказчиком на этот материал с низким коэффициентом теплового расширения, поскольку в пустыне на высокогорном плато, где будет работать телескоп, происходят сильные суточные колебания температуры окружающего воздуха. Прежде чем приступить к отливу и подготовке сегментов главного зеркала, компания SCHOTT провела множество экспериментов на месте, чтобы убедиться в правильности выбора материала и технологий его обработки. Всего было произведено свыше 230 т материала.

На предприятии SCHOTT заготовка проходит первичную подготовку — термообработку медленным охлаждением и первичное шлифование. Финальное шлифование сегментов и их порезка на шестиугольники из круглой заготовки производится во Франции компанией Safran Reosc. Точность шлифовки не допускает неровностей свыше 10 нм. Кроме этих компаний, в изготовлении сегментов гигантского зеркала участвуют также голландская компания VDL ETG Projects BV (производство рамы для крепления сегмента в составе чаши зеркала), немецко-французский консорциум FAMES (разработка и производство 4500 датчиков, для отслеживания положения каждого сегмента в зеркале), немецкая компания Physik Instrumente (разработка и производство 2500 приводов для выравнивания положения каждого сегмента с точностью в пределах нескольких нанометров), а также датская DSV, которая перевозит сегменты за 10 тыс. км в Чили.

Уже в Чили на производстве недалеко от стройплощадки ELT сегменты зеркала покрываются серебром и укрываются на хранение до начала сборки.

ELT в представлении художника

Строительство телескопа ELT стартовало в 2014 году. Предполагалось, что телескоп начнёт работу с 2024 года, но пандемия и другие непредвиденные обстоятельства затянули выполнение работ. Год назад в ESO сообщили, что телескоп и сопутствующее оборудование готовы на 50 %. Это позволяет рассчитывать, что телескоп ELT, равного которому на Земле ещё не было, начнёт научную работу в 2028 году.

Европейская Южная обсерватория (ESO) прислала инфракрасный снимок Облака Хамелеон (IC 2631), находящегося в 522 световых годах от Земли. Объект состоит из пылевых скоплений, отражающих свет близлежащих звёзд.

Источник изображения: eso.org

Эта светящаяся область космоса известна под названием Комплекс в Хамелеоне — здесь расположен огромный звёздный питомник протяжённостью около 65 световых лет на расстоянии примерно 522 световых года от Земли. Самой яркой туманностью здесь является Облако Хамелеон IC 2631 — оно стало главным объектом наблюдения ESO.

Облако IC 2631 относится к классу отражательных туманностей — скопления пыли отражают свет расположенных поблизости звёзд. Снимок сделан телескопом VISTA, работающем в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Самым ярким источником света на снимке является звезда HD 97300 — одна из самых молодых, массивных и ярких в этом регионе. На снимке она располагается чуть справа от центра и окружена фиолетовыми межзвёздными облаками. Яркие области на снимке представляют собой скопления межзвёздного газа и пыли, подсвечиваемые формирующимися молодыми звёздами.

В оптическом диапазоне эта область также включает несколько тёмных пятен, где пыль полностью блокирует свет находящихся позади источников, но снимок был получен в инфракрасном свете, и это помогло учёным заглянуть дальше. Большую часть года облако IC 2631 наблюдается в Южном полушарии.