Астрономы увидели смерть более трех тысяч белых карликов

Сверхновые типа Ia называют «стандартными свечами космологии», поскольку по их красному смещению (позволяет получить информацию о движении небесных тел и их свойствах) можно оценить расстояние до галактик: рождаются эти объекты в результате взрывов белых карликов, светимость которых достигает примерно одинаковой яркости. Именно на них обратили внимание астрономы в конце ХХ века и заключили, что Вселенная расширяется с ускорением.

Хотя в 2024 году данные наблюдений Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) позволили предположить, что скорость расширения Вселенной не одинакова (поскольку наблюдаются некоторые «напряжения» в измерениях постоянной Хаббла), а в научном сообществе все чаще сомневаются в существовании темной энергии, ученые, работающие на установке для поиска транзиентов имени Цвикки надеются уточнить скорость расширения Вселенной и понять природу темной энергии, наблюдая за «смертью» нескольких тысяч белых карликов.

Результаты научной работы, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics действительно впечатляют: международная исследовательская группа под руководством профессора Кейт Магуайр (Kate Maguire) из Тринити-колледжа (Ирландия) проанализировала рекордно большой массив данных о вспышках сверхновых типа Ia и создала каталог под названием DR2, в котором содержатся данные о 3628 событиях, наблюдавшихся с марта 2018-го по декабрь 2020 года.

Это, отметим, почти на порядок больше, чем все ранее опубликованные аналогичные выборки близлежащих объектов, а большие наборы данных позволяют проверить, насколько хорошо сверхновые «выстраиваются» в единую калибровочную шкалу (что критично для точных измерений скорости расширения Вселенной).

Наблюдения за вспышками велись на 120-сантиметровом зеркально-линзовом телескопе Шмидта в Паломарской обсерватории (США). С его помощью астрономы зарегистрировали очень тусклые сверхновые, недоступные другим обзорам. Именно в этих слабых, едва заметных вспышках ученые разглядели настоящие космические драмы: белые карлики, как оказалось, «умирают» весьма разнообразными способами (несмотря на то что сверхновые типа Ia называют однородными, у них могут быть тонкие различия в кривых блеска и спектрах).

Одной из самых интригующих находок стало подтверждение того, что часть белых карликов взрывалась, буквально «поедая» звезду-соседа. Другие световые «шоу» рождались при столкновении сразу двух светил, что приводило к ярчайшей вспышке, заметной в течение многих месяцев. Наблюдения показали настолько широкий диапазон яркостей, что часть вспышек едва фиксировалась приборами, а другие оставались видимыми долгие годы.

Открытие также подталкивают ученых к пересмотру методов «стандартизации» вспышек сверхновых типа Ia для измерения расстояний во Вселенной: если каждая сверхновая так резко отличается по яркости и другим параметрам, то может повлиять на точность оценок темной энергии и, как следствие, на картину эволюции Вселенной. А это, напомним, вопрос и без того спорный.

Авторы исследования отметили, что нынешние кривые блеска получены методом «принудительной фотометрии» и им еще предстоит провести дополнительные проверки. Более того, каталог DR2 пока не рекомендуется напрямую использовать для вычисления параметров темной энергии или постоянной Хаббла из-за небольшой (но важной) нелинейности в измерениях и ряда других калибровочных тонкостей. Впрочем, работа над корректировками уже идет: публикация окончательной версии (DR2.5) запланирована на конец 2025 года.

Астрономы продолжают наблюдения и к 2025–2026 годам рассчитывают получить данные о восьми тысячах сверхновых Ia (и больше). Такая выборка позволит существенно уточнить представления о скорости расширения Вселенной и ее структуре, эволюции звездных систем и природе темной энергии.