Команда, возглавляемая научным сотрудником проекта Института физики и математики Вселенной им. Кавли (Kavli IPMU) Алексеем Толстовым, изучает звездные взрывы, называемые сверхсветовыми сверхновыми (SLSNe), сверхъяркий тип сверхновых, обнаруженный в последнее десятилетие, то есть от 10 до 100. раз ярче обычных сверхновых.
Недавно команда обнаружила Gaia16apd в тусклой карликовой галактике на расстоянии 1,6 миллиарда световых лет от нас.Этот SLSNe имел необычайно яркое УФ-излучение для сверхновой в своем роде, но никто не мог объяснить, какой механизм взрыва может вызвать эту особенность. Теоретики спорят, что Gaia16apd может соответствовать одному из трех сценариев SLSNe.
Это сверхновая звезда с парной нестабильностью, имеющая большую массу радиоактивного никеля-56, или сверхновую с магнитным двигателем, где в качестве дополнительного источника энергии могла бы существовать быстро вращающаяся и сильно намагниченная нейтронная звезда, или сверхновая с ударным взаимодействием, где Выбросы сверхновой звезды будут взаимодействовать с окружающей плотной околозвездной материей.Поэтому исследователи из IPMU Кавли решили смоделировать каждую модель, используя гидродинамику многоцветного излучения, чтобы изучить свет разных цветов и диапазонов длин волн и посмотреть, соответствует ли какое-либо моделирование наблюдаемой сверхновой. В результате моделирования были получены кривые света в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, радиус и скорость фотосферы, что позволило исследовать появление взрыва на любой длине волны.
Мало того, что они обнаружили, что Gaia16apd, скорее всего, была сверхновой, взаимодействующей с ударной волной, Толстов и его команда нашли способ смоделировать три разных сценария в УФ-диапазоне с использованием одного и того же численного метода. В будущем их метод может помочь исследователям определить механизм взрыва сверхновой, который они наблюдают.
«Настоящее исследование делает еще один шаг к пониманию физики сверхсветовой сверхновой и помогает идентифицировать сценарий взрыва. Наблюдения и более детальное моделирование специфических объектов, подобных Gaia16apd, очень востребованы для выяснения природы явление сверхсветовых сверхновых », — сказал Толстов.
Следующим шагом в их исследованиях будет применение моделирования на других SLSNe и создание более реалистичных моделей с учетом асимметрии взрыва и физики сверхновой звезды с магнитной системой.