Οι σουπερνόβα τύπου 1a χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της απόστασης στο Σύμπαν επειδή εκρήγνυνται με την ίδια φωτεινότητα, πυροδοτώντας όταν ένα λευκό αστέρι νάνου καταναλώνει μια συγκεκριμένη ποσότητα υλικού από έναν δυαδικό σύντροφο. Νέα έρευνα δείχνει ότι οι εκρήξεις σουπερνόβα τύπου 1a ξεκινούν αδέξιες και άνισες, αλλά μια δεύτερη, σφαιρική έκρηξη κατακλύζει την πρώτη δημιουργώντας ένα ομαλό υπόλειμμα. Αυτό θέτει τα όρια της αβεβαιότητας στις μετρήσεις απόστασης που χρησιμοποιούν σουπερνόβα τύπου 1a.
Οι αστρονόμοι αναφέρουν αξιοσημείωτα νέα ευρήματα που ρίχνουν φως σε μια συζήτηση δεκαετίας σχετικά με ένα είδος σουπερνόβα, τις εκρήξεις που σηματοδοτούν την τελική κατάρρευση ενός αστεριού: πεθαίνει το αστέρι σε αργή καύση ή με γρήγορο κτύπημα; Από τις παρατηρήσεις τους, οι επιστήμονες διαπιστώνουν ότι το θέμα που εκτοξεύεται από την έκρηξη δείχνει σημαντική περιφερειακή ασυμμετρία αλλά σχεδόν σφαιρικό εσωτερικό, πιθανότατα υπονοώντας ότι η έκρηξη διαδίδεται τελικά με υπερηχητική ταχύτητα.
Αυτά τα αποτελέσματα αναφέρονται σήμερα στο Science Express, την ηλεκτρονική έκδοση του ερευνητικού περιοδικού Science, από τους Lifan Wang, Texas A&M University (USA), και τους συναδέλφους Dietrich Baade και Ferdinando Patat από την ESO.
"Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν έντονα μια διαδικασία έκρηξης δύο σταδίων σε αυτόν τον τύπο σουπερνόβα", σχολιάζει ο Wang. "Αυτό είναι ένα σημαντικό εύρημα με πιθανές επιπτώσεις στην κοσμολογία."
Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις 17 σουπερνοβόλων που έγιναν για περισσότερα από 10 χρόνια με το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του ESO και το τηλεσκόπιο Otto Struve του Παρατηρητηρίου McDonald, οι αστρονόμοι συνήγαγαν το σχήμα και τη δομή του νέφους συντριμμιών που απορρίφθηκαν από τις σουπερνόβες τύπου Ia. Τέτοιες σουπερνόβες πιστεύεται ότι είναι το αποτέλεσμα της έκρηξης ενός μικρού και πυκνού αστεριού - ενός λευκού νάνου - μέσα σε ένα δυαδικό σύστημα. Καθώς ο σύντροφός του χύνει συνεχώς την ύλη στον άσπρο νάνο, ο λευκός νάνος φτάνει σε μια κρίσιμη μάζα, οδηγώντας σε μια θανατηφόρα αστάθεια και το σουπερνόβα. Αλλά αυτό που πυροδοτεί την αρχική έκρηξη και πώς η έκρηξη ταξιδεύει μέσα από το αστέρι ήταν από καιρό ακανθώδη ζητήματα.
Οι υπερκαινοφανείς Wang και οι συνάδελφοί του που παρατηρήθηκαν συνέβησαν σε απομακρυσμένους γαλαξίες, και λόγω των τεράστιων κοσμικών αποστάσεων δεν μπορούσαν να μελετηθούν λεπτομερώς χρησιμοποιώντας συμβατικές τεχνικές απεικόνισης, συμπεριλαμβανομένης της ιντερφερόμετρης. Αντ 'αυτού, η ομάδα καθόρισε το σχήμα των εκρήξεων κουκούλια καταγράφοντας την πόλωση του φωτός από τα αστέρια που πεθαίνουν.
Η Polarimetry βασίζεται στο γεγονός ότι το φως αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα που ταλαντεύονται σε ορισμένες κατευθύνσεις. Η ανάκλαση ή η σκέδαση του φωτός ευνοεί ορισμένους προσανατολισμούς των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων έναντι άλλων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα πολωτικά γυαλιά ηλίου μπορούν να φιλτράρουν το φως του ήλιου που αντανακλάται από μια λίμνη. Όταν το φως διασκορπίζεται μέσα από τα επεκτεινόμενα συντρίμμια ενός σουπερνόβα, διατηρεί πληροφορίες σχετικά με τον προσανατολισμό των σκεδαστικών στρωμάτων. Εάν το σουπερνόβα είναι σφαιρικά συμμετρικό, όλοι οι προσανατολισμοί θα είναι εξίσου παρόντες και θα μένουν έξω, οπότε δεν θα υπάρξει καθαρή πόλωση. Εάν, ωστόσο, το κέλυφος αερίου δεν είναι στρογγυλό, μια ελαφριά πόλωση θα αποτυπωθεί στο φως.
«Αυτή η μελέτη ήταν δυνατή επειδή η πολωσιμετρία θα μπορούσε να ξεδιπλώσει την πλήρη αντοχή της χάρη στη δύναμη συλλογής φωτός του πολύ μεγάλου τηλεσκοπίου και την πολύ ακριβή βαθμονόμηση του οργάνου FORS», λέει ο Dietrich Baade.
«Η μελέτη μας αποκαλύπτει ότι οι εκρήξεις των σουπερνόβα τύπου Ia είναι πραγματικά τρισδιάστατα φαινόμενα», προσθέτει. "Οι εξωτερικές περιοχές του νέφους είναι ασύμμετρες, με διαφορετικά υλικά που βρίσκονται σε" συστάδες ", ενώ οι εσωτερικές περιοχές είναι λείες."
Η ερευνητική ομάδα εντόπισε για πρώτη φορά αυτήν την ασυμμετρία το 2003, ως μέρος της ίδιας εκστρατείας παρατήρησης (ESO PR 23/03 και ESO PR Photo 26/05). Τα νέα, πιο εκτεταμένα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο βαθμός πόλωσης και, ως εκ τούτου, η ασφαιρικότητα, συσχετίζεται με την εγγενή φωτεινότητα της έκρηξης. Όσο πιο φωτεινή είναι η σουπερνόβα, ομαλότερη, ή λιγότερο αδέξια, είναι.
«Αυτό έχει κάποιο αντίκτυπο στη χρήση σουπερνόβα τύπου Ia ως στάνταρ κεριά», λέει ο Ferdinando Patat. «Αυτό το είδος σουπερνόβα χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ρυθμού επιτάχυνσης της επέκτασης του Σύμπαντος, υποθέτοντας ότι αυτά τα αντικείμενα συμπεριφέρονται με ομοιόμορφο τρόπο. Αλλά οι ασυμμετρίες μπορούν να προκαλέσουν διασπορές στις ποσότητες που παρατηρούνται. "
«Η ανακάλυψή μας θέτει ισχυρούς περιορισμούς σε οποιαδήποτε επιτυχημένα μοντέλα θερμοπυρηνικών εκρήξεων σουπερνόβα», προσθέτει ο Wang.
Τα μοντέλα έχουν δείξει ότι η αδεξιότητα προκαλείται από μια διαδικασία αργής καύσης, που ονομάζεται «φλεγμονή», και αφήνει ένα ακανόνιστο ίχνος στάχτης. Η ομαλότητα των εσωτερικών περιοχών του εκρηκτικού άστρου υπονοεί ότι σε ένα δεδομένο στάδιο, η ανάφλεξη οδηγεί σε μια πιο βίαιη διαδικασία, μια «έκρηξη», η οποία ταξιδεύει με υπερηχητικές ταχύτητες - τόσο γρήγορα που διαγράφει όλες τις ασυμμετρίες στις στάχτες που απομένουν πίσω από την πιο αργή καύση του πρώτου σταδίου, με αποτέλεσμα ένα πιο ομαλό, πιο ομοιογενές υπόλειμμα.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO
