Baseret på resultater fra en undersøgelse med radial hastighed har Warren Brown (Smithsonian Astrophysical Observatory) og hans team placeret et par stykker mere i supernova-puslespillet.
Supernovae findes i mange varianter. Vi har også type II supernovaer, som menes at være kernekollapset af enkelt, supermassive stjerner. Der er også superlysende supernovaer, som kan være en eksplosiv omdannelse af en neutronstjerne til en kvarkstjerne, og til sidst flokens svagknæede kusiner, den underpresterende underluminøse supernovae.
Underluminøse supernovaer er en sjælden type supernovaeksplosion 10–100 gange mindre lysende end en normal SN Type Ia og udsprøjter kun 20% så meget stof. Brown og hans team har undersøgt forbindelsen mellem underluminøse supernovaer og fusionerende par hvide dværge.
I 1980'erne blev det forudsagt på grundlag af vores teoretiske forståelse af stjernernes og binære udvikling, at mange tætte, hvide, hvide dværge ville eksistere. Imidlertid var det først i 1988, at den første faktisk blev opdaget.
Måden til at finde tætte, hvide, dværge er at tage højopløselige spektre af H-alfa-absorptionslinjen for en hvid dværg på flere forskellige tidspunkter og se efter variation, der er forårsaget af den hvide dværgs orbitalbevægelse omkring en usynlig (dimmer) ledsager. De første systematiske søgninger var ikke meget succesrige. Kun et system blev fundet. I løbet af 1990'erne koncentrerede Tom Marsh og samarbejdspartnere deres søgning på hvide dværge med lav masse, som baseret på aktuelle teorier kunne oprettes i et binært system. På denne måde blev der fundet et dusin flere systemer.
Ekstremt hvide dværge (ELM) med ekstrem lav masse (WD'er) med mindre end 0,3 solmasser er resterne af stjerner, der aldrig antændte helium i deres kerner. Universet er ikke gammelt nok til at have produceret ELM WD'er ved enstjernet evolution. Derfor skal ELM WD'er gennemgå et betydeligt massetab engang i deres udvikling. Fremstilling af WD'er med 0,2 solmasser kræver sandsynligvis kompakte binære systemer.
”Disse hvide dværge har gennemgået et dramatisk vægttabsprogram,” sagde Carlos Allende Prieto, en astronom ved Instituto de Astrofisica de Canarias i Spanien og medforfatter til undersøgelsen. ”Disse stjerner er i så tæt bane, at tidevandsstyrker som dem, der svajer verdenshavene på Jorden, førte til store massetab.”
Observationsdata for ELM WD'er er ret svære at komme med på grund af deres sjældenhed. For eksempel af de 9316 WD'er, der er identificeret i Sloan Digital Sky Survey, har mindre end 0,2% masser under 0,3 solenergi.
Halvdelen af de par, der er opdaget af Brown og samarbejdspartnere, fusionerer og eksploderer muligvis som supernovaer om 100 millioner år eller mere.
”Vi har tredoblet antallet af kendte, fusionerende systemer med hvid dværg,” sagde Smithsonian astronom og medforfatter Mukremin Kilic. ”Nu kan vi begynde at forstå, hvordan disse systemer formes, og hvad de kan blive i den nærmeste fremtid.” I modsætning til normale hvide dværge lavet af kulstof og ilt er disse næsten udelukkende lavet af helium.
”Den hastighed, hvormed vores hvide dværge smelter sammen, er den samme som frekvensen af underlysende supernovaer - omkring én hvert 2.000 år,” forklarede Brown. ”Selvom vi ikke kan vide med sikkerhed, om vores fusionerende hvide dværge eksploderer som underlysende supernovaer, er det faktum, at satserne er de samme, meget suggestivt.”
Mindst 25% af disse ELM WD'er tilhører den gamle tykke disk- og halokomponenter på Mælkevejen. Dette hjælper astronomer med at vide, hvor de skal lede efter underluminøs SNe, og hvor det er usandsynligt, at de finder dem, hvis modellerne er korrekte. Hvis fusionerende ELM WD-systemer er forfader til underluminøst SNe, skal den næste generation af undersøgelser som Palomar Transient Factory, Pan-STARRS, Skymapper og Large Synoptic Survey Telescope finde dem blandt de ældre stjerner af stjerner i både elliptiske og spiralformede galakser.
Papirerne, der annoncerer deres fund, er tilgængelige online på: http://arxiv.org/abs/1011.3047 og http://arxiv.org/abs/1011.3050.
