Οι σουπερνόβα τύπου Ia, μερικές από τις πιο βίαιες και φωτεινές εκρήξεις στο Σύμπαν, έχουν γίνει ένα εύχρηστο εργαλείο για τους αστρονόμους να μετρήσουν το μέγεθος και την επέκταση του ίδιου του Σύμπαντος. Νέα έρευνα που παρουσιάστηκε στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας αυτήν την εβδομάδα επισημαίνει την αυξημένη πιθανότητα οι συγχωνεύσεις των αστεριών που δημιουργούν αυτές τις εκρήξεις, λευκοί νάνοι, να είναι πιο πιθανές από ό, τι πιστεύεται προηγουμένως και θα μπορούσαν να εξηγήσουν τις ιδιότητες ορισμένων σουπερνόβα τύπου Ia που είναι περίεργα λιγότερο φωτεινό από το αναμενόμενο.
Έρευνα που παρουσιάστηκε από τους Rüdiger Pakmor et al. από το Ινστιτούτο Max-Planck για την Αστροφυσική στο Garching της Γερμανίας προσομοίωσε τη συγχώνευση δύο λευκών νάνων σε ένα δυαδικό σύστημα και έδειξε ότι αυτές οι προσομοιώσεις ταιριάζουν με τα προηγουμένως παρατηρούμενα σουπερνόβα με περίεργα χαρακτηριστικά, συγκεκριμένα εκείνα του 1991bg. Αυτή η σουπερνόβα, και άλλοι παρατήρησαν από τότε, ήταν περίεργα λιγότερο φωτεινή από ότι θα έπρεπε να αναμενόταν αν ήταν σουπερνόβα τύπου Ια.
Οι σουπερνόβα τύπου Ia εμφανίζονται όταν υπάρχουν δύο αστέρια σε τροχιά μεταξύ τους σε ένα δυαδικό σύστημα. Σε ένα σενάριο, ένα από τα αστέρια γίνεται λευκός νάνος, ένα μικρό αλλά πολύ, πολύ πυκνό αστέρι και κλέβει την ύλη από το άλλο, ωθώντας τον πάνω από το όριο του Chandrasekhar - 1,4 φορές τη μάζα του Ήλιου - και υφίσταται θερμοπυρηνική έκρηξη.
Μια άλλη αιτία για αυτούς τους τύπους σουπερνόβα θα μπορούσε να είναι η συγχώνευση και των δύο άστρων στο σύστημα. Στο σενάριο που αναλύθηκε από αυτούς τους ερευνητές, και τα δύο αστέρια ήταν λευκοί νάνοι μάζας ακριβώς κάτω από αυτό του Ήλιου: 0,83-0,9 ηλιακές μάζες.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι καθώς το σύστημα χάνει ενέργεια λόγω της εκπομπής βαρυτικών κυμάτων, οι δύο λευκοί νάνοι πλησιάζουν. Καθώς συγχωνεύονται, ένα μέρος του υλικού σε ένα από τα αστέρια συντρίβεται στο άλλο και θερμαίνει τον άνθρακα και το οξυγόνο, δημιουργώντας μια θερμοπυρηνική έκρηξη που παρατηρείται σε σουπερνόβα τύπου Ia.
Μπορείτε να παρακολουθήσετε ένα κινούμενο σχέδιο της προσομοιωμένης συγχώνευσης από την ομάδα έρευνας Supernova του Ινστιτούτου Max-Planck εδώ.
Οι παρατηρήσεις των σουπερνόβα όπως το 1991bg τους δείχνουν να καίνε μια μικρότερη ποσότητα νικελίου 56, περίπου 0,1 ηλιακές μάζες, από τις κανονικές σουπερνόβα τύπου Ia, οι οποίες συνήθως καίνε 0,4-0,9 ηλιακές μάζες νικελίου. Αυτό τους καθιστά λιγότερο φωτεινούς, διότι η ακτινοβόληση αποσύνθεσης του νικελίου είναι ένα από τα φαινόμενα που δίνει στη φωτεινή οθόνη του Supernovae Type Ia τη γροθιά του.
«Με τις λεπτομερείς προσομοιώσεις έκρηξης, θα μπορούσαμε να προβλέψουμε παρατηρήσιμα που ταιριάζουν πράγματι με τις πραγματικές παρατηρήσεις των supernova τύπου Ia», δήλωσε ο Friedrich Röpke, συν-συγγραφέας της εφημερίδας.
Οι προσομοιώσεις τους δείχνουν ότι όταν συγχωνεύονται οι δύο λευκοί νάνοι, η πυκνότητα του συστήματος είναι μικρότερη από ό, τι στις τυπικές σουπερνόβα τύπου Ia, και έτσι παράγεται λιγότερο νικέλιο. Οι ερευνητές σημειώνουν στην εφημερίδα τους ότι αυτοί οι τύποι συγχωνεύσεων λευκού νάνου θα μπορούσαν να αποτελούν μεταξύ 2-11 τοις εκατό των υπερκαινοφανών τύπου Ia.
Η κατανόηση των μηχανισμών που δημιουργούν αυτές τις φανταστικές εκρήξεις είναι ένα απαραίτητο βήμα για τη διαχείριση τόσο της έκτασης του Σύμπαντος όσο και της επέκτασής του, καθώς και της ποικιλομορφίας των ίδιων των σουπερνόβα τύπου Ια.
Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με την έρευνά τους και τις λεπτομέρειες της μοντελοποίησης υπολογιστών τους, το έγγραφο είναι διαθέσιμο στο Arxiv εδώ. Τα αποτελέσματά τους θα δημοσιευθούν επίσης στην έκδοση 7 Ιανουαρίου 2010 της Φύση.
Πηγή: Δελτίο τύπου AAS, χαρτί Arxiv
