Nowe wyniki z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra sugerują, że większość supernowych typu Ia występuje z powodu połączenia dwóch białych karłów. To nowe odkrycie stanowi znaczący postęp w zrozumieniu rodzaju supernowych, których astronomowie używają do mierzenia ekspansji Wszechświata, co z kolei pozwala astronomom badać ciemną energię, która, jak się uważa, przenika wszechświat. „To było poważne zakłopotanie, że wciąż nie znamy warunków i systemów progenitorowych niektórych najbardziej spektakularnych eksplozji we wszechświecie” - powiedział Marat Gilfanov z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka podczas dzisiejszej konferencji prasowej. Gilfanov jest głównym autorem badania, które ukazało się 18 lutego w czasopiśmie Nature.
Supernowe typu Ia służą jako kosmiczne markery mil do pomiaru ekspansji wszechświata. Ponieważ można je zobaczyć na duże odległości i podążają za niezawodnym wzorem jasności. Jednak do tej pory naukowcy nie byli pewni, co tak naprawdę powoduje wybuchy.
Większość naukowców zgadza się, że supernowa typu Ia ma miejsce, gdy gwiazda białego karła - zapadnięta pozostałość starszej gwiazdy - przekracza limit masy, staje się niestabilna i wybucha. Dwoma wiodącymi kandydatami do popychania białego karła nad krawędź są połączenie dwóch białych karłów, czyli akrecji, proces, w którym biały karzeł wyciąga materiał z podobnej do Słońca gwiazdy towarzyszącej, dopóki nie przekroczy swojego limitu masy.
„Nasze wyniki sugerują, że supernowe w galaktykach, które badaliśmy, prawie wszystkie pochodzą z połączenia dwóch białych karłów” - powiedział współautor Akos Bogdan, również z Maxa Plancka. „Prawdopodobnie nie tego oczekiwałoby wielu astronomów”.
Różnica między tymi dwoma scenariuszami może mieć wpływ na to, jak te supernowe można wykorzystać jako „standardowe świece” - obiekty o znanej jasności - do śledzenia ogromnych odległości kosmicznych. Ponieważ białe karły mogą przybierać różne masy, połączenie dwóch może doprowadzić do wybuchów o różnej jasności.
Ponieważ te dwa scenariusze generowałyby różne ilości promieniowania rentgenowskiego, Gilfanov i Bogdan wykorzystali Chandrę do obserwacji pięciu pobliskich galaktyk eliptycznych i centralnego regionu galaktyki Andromedy. Supernowa typu Ia spowodowana akrecją materiału wytwarza znaczną emisję promieniowania rentgenowskiego przed wybuchem. Z drugiej strony supernowa z połączenia dwóch białych karłów stworzyłaby znacznie mniej promieniowania rentgenowskiego niż scenariusz akrecyjny.
Naukowcy odkryli, że zaobserwowana emisja rentgenowska była 30 do 50 razy mniejsza niż oczekiwano w scenariuszu akrecyjnym, co skutecznie wyklucza.
Na przykład powyższy obraz Chandra byłby około 40 razy jaśniejszy niż obserwowany, gdyby supernowa typu Ia w wybrzuszeniu tej galaktyki została wyzwolona przez materiał z normalnej gwiazdy spadającej na gwiazdę białego karła. Podobne wyniki znaleziono dla pięciu galaktyk eliptycznych.
Oznacza to, że w tych galaktykach dominują fuzje białego karła.
Pozostaje otwarte pytanie, czy te fuzje białego karła są głównym katalizatorem supernowych typu Ia w galaktykach spiralnych. Konieczne są dalsze badania, aby dowiedzieć się, czy supernowe w galaktykach spiralnych są powodowane przez fuzje lub połączenie dwóch procesów. Inną intrygującą konsekwencją tego wyniku jest to, że para białych karłów jest stosunkowo trudna do zauważenia, nawet przy najlepszych teleskopach.
„Dla wielu astrofizyków scenariusz fuzji wydawał się mniej prawdopodobny, ponieważ wydawało się, że istnieje zbyt mało systemów podwójnego białego karła”, powiedział Gilfanov. „Teraz trzeba będzie bardziej szczegółowo zbadać tę ścieżkę do supernowych”.
Źródło: NASA
