Supernowe typu Ia, jedne z najbardziej gwałtownych i świecących eksplozji we Wszechświecie, stały się przydatnym narzędziem dla astronomów do pomiaru wielkości i ekspansji samego Wszechświata. Nowe badania zaprezentowane na spotkaniu American Astronomical Society w tym tygodniu wskazują na zwiększone prawdopodobieństwo, że połączenia gwiazd, które powodują te eksplozje, białe karły, są bardziej prawdopodobne niż wcześniej sądzono i mogą wyjaśnić właściwości niektórych supernowych typu Ia, które są ciekawie mniej świetlny niż oczekiwano.
Badania przedstawione przez Rüdiger Pakmor i in. z Instytutu Astrofizyki Maxa-Plancka w Garching Niemcy przeprowadziły symulację połączenia dwóch białych karłów w układzie podwójnym i pokazały, że symulacje te pasują do wcześniej zaobserwowanych supernowych o dziwnych cechach, a konkretnie z 1991bg. Ta supernowa i inne obserwowane od tamtej pory były dziwnie mniej jaśniejsze niż należałoby się spodziewać, gdyby były supernowymi typu Ia.
Supernowe typu Ia występują, gdy dwie układy krążą wokół siebie w układzie podwójnym. W jednym scenariuszu jedna z gwiazd staje się białym karłem, małą, ale bardzo gęstą gwiazdą, i kradnie materię z drugiego, przesuwając się ponad limit Chandrasekhar - 1,4 razy więcej niż Słońce - i przechodząc eksplozję termojądrową.
Inną przyczyną tego rodzaju supernowych może być połączenie obu gwiazd w układzie. W scenariuszu analizowanym przez tych badaczy obie gwiazdy były białymi karłami o masach tuż poniżej Słońca: 0,83-0,9 mas Słońca.
Naukowcy wykazali, że gdy układ traci energię z powodu emisji fal grawitacyjnych, dwa białe karły zbliżają się do siebie. Kiedy się łączą, część materiału w jednej z gwiazd rozbija się w drugą i ogrzewa węgiel i tlen, tworząc wybuch termojądrowy, obserwowany w supernowych typu Ia.
Tutaj możesz obejrzeć animację symulowanej fuzji dzięki uprzejmości Supernova Research Group Instytutu Max-Planck.
Obserwacje supernowych, takich jak 1991bg, pokazują, że spalają mniejszą ilość niklu 56, około 0,1 masy Słońca, niż zwykłe supernowe typu Ia, które zwykle spalają 0,4-0,9 mas Słońca z niklu. To sprawia, że są mniej świecące, ponieważ rozpad promieniowania niklu jest jednym ze zjawisk, które dają świetlisty obraz supernowych typu Ia.
„Dzięki naszym szczegółowym symulacjom eksplozji mogliśmy przewidzieć obserwowalne, które rzeczywiście ściśle odpowiadają rzeczywistym obserwacjom supernowych typu Ia” - powiedział Friedrich Röpke, współautor artykułu.
Ich symulacje pokazują, że gdy dwa białe karły łączą się, gęstość układu jest mniejsza niż w typowych supernowych typu Ia, a zatem wytwarzanych jest mniej niklu. Naukowcy zauważają w swoim artykule, że tego rodzaju fuzje białego karła mogą stanowić od 2 do 11 procent zaobserwowanych supernowych typu Ia.
Zrozumienie mechanizmów, które powodują te fantastyczne wybuchy, jest niezbędnym krokiem do opanowania zarówno zasięgu naszego Wszechświata, jak i jego ekspansji, a także różnorodności samych supernowych typu Ia.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o ich badaniach i szczegółach modelowania komputerowego, artykuł jest dostępny na Arxivie tutaj. Ich wyniki zostaną również opublikowane w wydaniu z 7 stycznia 2010 r Natura.
Źródło: komunikat prasowy AAS, artykuł Arxiv
