Nye resultater fra Chandra X-Ray Observatory antyder, at størstedelen af supernovaer af type Ia forekommer på grund af fusionen mellem to hvide dverge. Denne nye konstatering giver et stort fremskridt i forståelsen af typen supernovaer, som astronomer bruger til at måle udvidelsen af universet, hvilket igen giver astronomer mulighed for at studere mørk energi, som menes at gennemtrænge universet. ”Det var en stor forlegenhed, at vi stadig ikke kendte forholdene og stamfædresystemerne for nogle af de mest spektakulære eksplosioner i universet,” sagde Marat Gilfanov fra Max Planck Institute for Astrophysics på en pressekonference med journalister i dag. Gilfanov er hovedforfatter af undersøgelsen, der vises i den 18. februar-udgave af tidsskriftet Nature.
Type Ia-supernovaer tjener som kosmiske mil-markører til måling af universets udvidelse. Fordi de kan ses i store afstande, og de følger et pålideligt mønster af lysstyrke. Indtil nu har forskere imidlertid været usikre på, hvad der faktisk forårsager eksplosionerne.
De fleste forskere er enige om, at en type Ia-supernova opstår, når en hvid dværgstjerne - en sammenbrudt rest af en ældre stjerne - overskrider dens vægtgrænse, bliver ustabil og eksploderer. De to førende kandidater til, hvad der skubber den hvide dværg ud over kanten, er sammenlægningen af to hvide dværge eller akkretion, en proces, hvor den hvide dværg trækker materiale fra en sollignende ledsagerstjerne, indtil den overstiger sin vægtgrænse.
”Vores resultater antyder, at supernovaerne i galakserne, som vi studerede, næsten alle kommer fra to hvide dværge, der smelter sammen,” sagde medforfatter Akos Bogdan, også af Max Planck. ”Dette er sandsynligvis ikke, hvad mange astronomer ville forvente.”
Forskellen mellem disse to scenarier kan have konsekvenser for, hvordan disse supernovaer kan bruges som ”standardlys” - genstande med en kendt lysstyrke - til at spore enorme kosmiske afstande. Fordi hvide dværge kan komme i en række masser, kan fusionen af to resultere i eksplosioner, der varierer noget i lysstyrken.
Da disse to scenarier ville generere forskellige mængder røntgenemission, brugte Gilfanov og Bogdan Chandra til at observere fem nærliggende elliptiske galakser og den centrale region i Andromeda-galaksen. En supernova af type Ia forårsaget af akkrediterende materiale producerer betydelig røntgenemission før eksplosionen. En supernova fra en fusion af to hvide dværge ville på den anden side skabe markant mindre røntgenemission end akkretionsscenariet.
Forskerne fandt, at den observerede røntgenemission var en faktor 30 til 50 gange mindre end forventet fra akkretionsscenariet, hvilket effektivt udelukkede det.
Så for eksempel ville Chandra-billedet ovenfor være ca. 40 gange lysere end observeret, hvis type Ia-supernova i bukken i denne galakse blev udløst af materiale fra en normal stjerne, der falder ned på en hvid dværgstjerne. Lignende resultater for fem elliptiske galakser blev fundet.
Dette indebærer, at hvide dværgfusioner dominerer i disse galakser.
Et åbent spørgsmål er fortsat, om disse hvide dværgfusioner er den primære katalysator for type Ia-supernovaer i spiralgalakser. Yderligere undersøgelser er nødvendige for at vide, om supernovaer i spiral galakser er forårsaget af fusioner eller en blanding af de to processer. En anden spændende konsekvens af dette resultat er, at et par hvide dværge er relativt svære at få øje på, selv med de bedste teleskoper.
”For mange astrofysikere syntes fusionsscenariet at være mindre sandsynligt, fordi der for få tilsyneladende eksisterede systemer med dobbelt hvid-dværg,” sagde Gilfanov. ”Nu skal denne vej til supernovaer undersøges mere detaljeret.”
Kilde: NASA
