Сверхновые типа 1a используются для измерения расстояния во Вселенной, потому что они взрываются с одинаковой яркостью, детонируя, когда белая карликовая звезда потребляет определенное количество материала от двойного спутника. Новое исследование показывает, что взрывы сверхновых типа 1а начинаются комковатыми и неровными, но второй сферический взрыв подавляет первый, создавая гладкий остаток. Это устанавливает пределы неопределенности для измерений расстояния, которые используют сверхновые типа 1a.
Астрономы сообщают о замечательных новых открытиях, которые проливают свет на десятилетние дебаты об одном виде сверхновых - взрывах, которые знаменуют окончательную гибель звезды: звезда умирает медленным ожогом или с быстрым ударом? Из своих наблюдений ученые обнаружили, что вещество, выбрасываемое взрывом, демонстрирует значительную периферическую асимметрию, но почти сферическую внутреннюю часть, что, скорее всего, означает, что взрыв, наконец, распространяется со сверхзвуковой скоростью.
Об этих результатах сегодня сообщили в Science Express, онлайн-версии исследовательского журнала Science, Лифан Ванг, Техасский университет A & M (США) и коллеги Дитрих Бааде и Фердинандо Патат из ESO.
«Наши результаты настоятельно предполагают двухэтапный процесс взрыва в этом типе сверхновой», - комментирует Ван. «Это важный вывод с потенциальными последствиями в космологии».
Используя наблюдения за 17 сверхновыми, сделанные в течение более 10 лет с помощью очень большого телескопа ESO и телескопа Отто Струве в обсерватории Макдональда, астрономы определили форму и структуру облака мусора, выброшенного из сверхновых типа Ia. Считается, что такие сверхновые являются результатом взрыва маленькой и плотной звезды - белого карлика - внутри двойной системы. Поскольку его спутник постоянно проливает вещество на белого карлика, белый карлик достигает критической массы, что приводит к фатальной нестабильности и сверхновой. Но то, что вызывает первоначальный взрыв, и то, как взрыв проходит сквозь звезду, уже давно остаются сложными вопросами.
Наблюдавшиеся Сверхновые Ванг и его коллеги произошли в далеких галактиках, и из-за огромных космических расстояний не могли быть детально изучены с использованием обычных методов визуализации, включая интерферометрию. Вместо этого команда определила форму взрывающихся коконов, записав поляризацию света от умирающих звезд.
Поляриметрия основана на том факте, что свет состоит из электромагнитных волн, которые колеблются в определенных направлениях. Отражение или рассеяние света благоприятствует определенным ориентациям электрических и магнитных полей над другими. Вот почему поляризационные очки могут отфильтровывать блики солнечного света, отраженные от пруда. Когда свет рассеивается через расширяющиеся осколки сверхновой, он сохраняет информацию об ориентации рассеивающих слоев. Если сверхновая сферически симметрична, все ориентации будут присутствовать одинаково и будут усредняться, поэтому не будет никакой чистой поляризации. Однако, если газовая оболочка не является круглой, на свет будет отпечатана небольшая чистая поляризация.
«Это исследование стало возможным благодаря тому, что поляриметрия могла развернуть свою полную силу благодаря способности очень большого телескопа собирать свет и очень точной калибровке прибора FORS», - говорит Дитрих Бааде.
«Наше исследование показывает, что взрывы сверхновых типа Ia - это действительно трехмерные явления», - добавляет он. «Внешние области облаков взрыва асимметричны, в« глыбах »находятся разные материалы, а внутренние области гладкие».
Исследовательская группа впервые обнаружила эту асимметрию в 2003 году в рамках одной и той же наблюдательной кампании (ESO PR 23/03 и ESO PR Photo 26/05). Новые, более обширные результаты показывают, что степень поляризации и, следовательно, асферичность коррелирует с собственной яркостью взрыва. Чем ярче сверхновая, тем она более гладкая или менее комковатая.
«Это оказывает некоторое влияние на использование сверхновых типа Ia в качестве стандартных свечей», - говорит Фердинандо Патат. «Этот вид сверхновых используется для измерения скорости ускорения расширения Вселенной, предполагая, что эти объекты ведут себя одинаково. Но асимметрия может вносить дисперсии в наблюдаемых количествах ».
«Наше открытие накладывает жесткие ограничения на любые успешные модели термоядерных взрывов сверхновых», - добавляет Ван.
Модели предполагают, что комковатость вызвана процессом медленного ожога, который называется «дефлаграция», и оставляет нерегулярный след пепла. Гладкость внутренних областей взрывающейся звезды подразумевает, что на данном этапе дефлаграция сменяется более насильственным процессом, «детонацией», которая распространяется со сверхзвуковыми скоростями - настолько быстрыми, что стирает все асимметрии в пепле слева отставание от более медленного горения первой стадии, приводящего к более гладкому, более однородному остатку.
Источник: ESO News Release
