Распределение трассера в характеристической модели 25 M⊙, где красный вытесняется, а синий связывается. Сердечники Si и C+O для иллюстрации обозначены сплошной линией. Изображение предоставлено: Астрофизический журнал (2024 г.). DOI: 10.3847/1538-4357/ad6ddb
Исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, представляет новые результаты моделирования взрывов сверхновых, которые объясняют последние данные наблюдений с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST).
Статья озаглавлена «Гидродинамика и нуклеосинтез реактивных сверхновых II: сравнение с обилием крайне бедных металлами галактик и ограничениями в предшественниках сверхновых». Шинг-Чи Люнг, доцент кафедры физики Политехнического института SUNY (SUNY Poly), в сотрудничестве с доктором Кеничи Номото, почетный профессор Института математики и физики Вселенной Кавли (IPMU Кавли). в Токийском университете.
JWST — это инфракрасный телескоп, запущенный в 2021 году и предназначенный для наблюдения за галактиками в самой ранней Вселенной. Астрономы используют JWST для измерения химических характеристик этих ранних галактик, которые образовались примерно через 500 миллионов лет после Большого взрыва (нынешний возраст Вселенной составляет около 13 миллиардов лет).
«Большинство химических элементов образуются в результате взрывов сверхновых», — объяснил доктор. Люнг. «Элементы, обнаруженные в этих ранних галактиках, испытали только одно или несколько событий сверхновой. Следовательно, присутствующие химические элементы могут быть напрямую связаны с отдельными моделями сверхновых. Эти галактики представляют собой буквально космические окаменелости, документирующие историю сверхновых и их взрывов в очень ранней Вселенной.
Новые данные показывают, что канонические модели – те, которые представляют взрыв как сферический огненный шар – не могут объяснить закономерности численности, наблюдаемые в этих галактиках. Это говорит о том, что такие модели не полностью отражают сложность взрывов сверхновых в этих ранних галактиках.
Исследовательская группа рассмотрела альтернативный механизм, известный как модель сверхновой с реактивным двигателем, в которой взрывы инициируются высокоскоростными биполярными струями, что приводит к взрыву более конусовидной формы. Они провели многомерное гидродинамическое моделирование, чтобы изучить, как струя распространяется из ядра звезды и вызывает последующий взрыв.
Их результаты показывают, что новые модели имеют большее разнообразие моделей химического состава по сравнению с традиционными моделями и гораздо лучше согласуются с данными наблюдений этих галактик.
«Мы находимся в наилучшем времени для изучения сверхновых благодаря мощным телескопам, таким как JWST, которые предоставляют высококачественные данные для изучения звезд и сверхновых», — сказал доктор. Люнг.
«Эти данные послужат доказательством из первых рук для разработки реалистичных моделей сверхновых. Мы продолжим этот проект и будем использовать дополнительные данные этих телескопов для изучения физики сверхновых и создания более точных моделей».
«В конечном счете, мы хотим понять, как поколения звезд взрывались на протяжении всей космической истории и откладывали свои металлы во Вселенную, что привело к химическому разнообразию, которое мы наблюдаем сегодня. Это исследование посвящено одному из фундаментальных вопросов Вселенной: «Откуда берутся все химические элементы?»
Информация от: Политехническим институтом SUNY.
