Supernovaer af type Ia, nogle af de mest voldelige og lysende eksplosioner i universet, er blevet et praktisk værktøj for astronomer til at måle størrelsen og udvidelsen af selve universet. Ny forskning præsenteret på American Astronomical Society-mødet i denne uge peger på den øgede sandsynlighed for, at fusionerne af stjernerne, der skaber disse eksplosioner, hvide dverge, er mere sandsynlige end tidligere antaget, og kunne forklare egenskaberne ved nogle type Ia-supernovaer, der er underligt. mindre lysende end forventet.
Forskning præsenteret af Rüdiger Pakmor et al. fra Max-Planck Institute for Astrophysics i Garching, Tyskland simulerede fusionen af to hvide dværge i et binært system og viste, at disse simuleringer matcher tidligere observerede supernovaer med ulige karakteristika, specifikt den fra 1991bg. Denne supernova, og andre observerede siden, var mærkeligt mindre lysende end forventet, hvis det var en type Ia-supernovaer.
Supernovaer af type Ia forekommer, når der er to stjerner, der kredser om hinanden i et binært system. I det ene scenarie bliver en af stjernerne en hvid dværg, en lille, men meget, meget tæt stjerne, og stjæler materie fra den anden og skubber sig over Chandrasekhar-grænsen - 1,4 gange solens masse - og gennemgår en termonuklear eksplosion.
En anden årsag til disse typer supernovaer kunne være fusionen mellem begge stjerner i systemet. I scenariet, der blev analyseret af disse forskere, var begge stjerner hvide dværge af masser lige under solens: 0,83-0,9 solmasser.
Forskerne viste, at når systemet mister energi på grund af emission af tyngdekraftsbølger, nærmer de to hvide dværge hinanden. Når de smelter sammen, går en del af materialet i en af stjernerne ned i den anden og opvarmer kulstof og ilt, hvilket skaber en termonuklear eksplosion set i supernovaer af type Ia.
Du kan se en animation af den simulerede fusion med tilladelse fra Max-Planck Instituttets Supernova Research Group lige her.
Observationer af supernovaer som 1991bg viser, at de forbrænder en mindre mængde nikkel 56, ca. 0,1 solmasser end almindelige type Ia-supernovaer, der typisk brænder 0,4-0,9 solmasser af nikkel. Dette gør dem mindre lysende, fordi nikkelets strålende henfald er et af de fænomener, der giver den lysende visning af Type Ia-supernovaer dens slag.
”Med vores detaljerede eksplosionssimuleringer kunne vi forudsige observerbare ting, der faktisk tæt matcher faktiske observationer af type Ia-supernovaer,” sagde Friedrich Röpke, en medforfatter til avisen.
Deres simuleringer viser, at når de to hvide dværge smelter sammen, er tætheden af systemet mindre end i typiske type Ia-supernovaer, og dermed produceres mindre nikkel. Forskerne bemærker i deres papir, at disse typer af hvide dværgfusioner kunne udgøre mellem 2-11 procent af de observerede supernovaer af type Ia.
At forstå mekanismerne, der skaber disse fantastiske eksplosioner, er et nødvendigt skridt i at få et greb om både omfanget af vores univers og dets udvidelse såvel som mangfoldigheden af Type Ia-supernovaer i sig selv.
Hvis du gerne vil lære mere om deres forskning og detaljerne om deres computermodellering, er papiret tilgængeligt på Arxiv her. Deres resultater vil også blive offentliggjort i udgaven af 7. januar 2010 af Natur.
Kilde: AAS-pressemeddelelse, Arxiv-papir
