Сверхновые типа Ia, некоторые из самых сильных и ярких взрывов во Вселенной, стали для астрономов удобным инструментом для измерения размеров и расширения самой Вселенной. Новое исследование, представленное на заседании Американского астрономического общества на этой неделе, указывает на повышенную вероятность того, что слияния звезд, которые создают эти взрывы, белых карликов, более вероятно, чем предполагалось ранее, и могут объяснить свойства некоторых сверхновых типа Ia, которые любопытно менее яркий, чем ожидалось.
Исследование, представленное Rüdiger Pakmor et al. из Института астрофизики им. Макса Планка в Гархинге, Германия, смоделировали слияние двух белых карликов в двойной системе и показали, что это моделирование сопоставляет ранее наблюдаемые сверхновые с странными характеристиками, особенно с 1991bg. Эта сверхновая, как и другие наблюдавшие с тех пор, была, как ни странно, менее яркой, чем следовало ожидать, если бы она была сверхновой типа Ia.
Сверхновые типа Ia возникают, когда в двойной системе вращаются две звезды. В одном сценарии одна из звезд становится белым карликом, маленькой, но очень, очень плотной звездой, и крадет вещество у другого, отталкивая себя за предел Чандрасекара - в 1,4 раза больше массы Солнца - и подвергается термоядерному взрыву.
Другой причиной появления этих типов сверхновых может быть слияние обеих звезд в системе. В сценарии, проанализированном этими исследователями, обе звезды были белыми карликами масс под Солнцем: 0,83-0,9 солнечных масс.
Исследователи показали, что, поскольку система теряет энергию из-за излучения гравитационных волн, два белых карлика приближаются друг к другу. Когда они сливаются, часть материала в одной из звезд врезается в другую и нагревает углерод и кислород, создавая термоядерный взрыв, наблюдаемый в сверхновых типа Ia.
Вы можете посмотреть анимацию симуляции слияния, предоставленную Исследовательской группой по сверхновым при Институте Макса Планка, прямо здесь.
Наблюдения за сверхновыми, такими как 1991bg, показывают, что они сжигают меньшее количество никеля 56, примерно 0,1 солнечной массы, чем обычные сверхновые типа Ia, которые обычно сжигают 0,4-0,9 солнечных масс никеля. Это делает их менее яркими, потому что радиационный распад никеля является одним из явлений, которое дает яркому проявлению сверхновых типа Ia его удар.
«С помощью нашего детального моделирования взрыва мы могли предсказать наблюдаемые, которые действительно близко соответствуют фактическим наблюдениям сверхновых типа Ia», - сказал Фридрих Ропке, соавтор статьи.
Их моделирование показывает, что, когда два белых карлика сливаются, плотность системы меньше, чем у типичных сверхновых типа Ia, и, таким образом, образуется меньше никеля. Исследователи отмечают в своей статье, что эти типы слияний белых карликов могут составлять от 2 до 11 процентов наблюдаемых сверхновых типа Ia.
Понимание механизмов, которые создают эти фантастические взрывы, является необходимым шагом для того, чтобы получить представление как о масштабах нашей Вселенной и ее расширении, так и о разнообразии самих сверхновых типа Ia.
Если вы хотите узнать больше об их исследованиях и подробностях их компьютерного моделирования, статья доступна на Arxiv здесь. Их результаты также будут опубликованы в выпуске от 7 января 2010 года. Природа.
Источник: пресс-релиз AAS, Arxiv paper
