Po raz pierwszy astronomowie uzyskali dowody wizualne, że gwiazda spełniła swój koniec, dwukrotnie detonując. Badając wielowiekowe szczątki Supernova SNR 0509-67.5 z bardzo dużym teleskopem Europejskiego Obserwatorium Europejskiego (VLT ESO), znaleźli wzory, które potwierdzają, że jego gwiazda doznała wybuchowych wybuchów. Opublikowane dzisiaj, to odkrycie pokazuje niektóre z najważniejszych eksplozji we wszechświecie w nowym świetle.
Większość supernowy to wybuchowe śmierć masywnych gwiazd, ale jedna ważna odmiana pochodzi z niepozornego źródła. Białe karłacze, małe, nieaktywne rdzenie pozostawione po gwiazdach takich jak nasze słońce wypalili paliwo jądrowe, mogą wytwarzać to, co astronomowie nazywają supernową typu IA.
„Wybuchy białych karłów odgrywają kluczową rolę w astronomii”-mówi doktorant Priyam Das na University of New South Wales Canberra w Australii, który poprowadził studia na SNR 0509-67.5 opublikowanym dzisiaj w Nature Astronomy. Wiele z naszej wiedzy o tym, jak rozszerza się wszechświat, spoczywa na supernowych typu IA, a także są głównym źródłem żelaza na naszej planecie, w tym żelaza we krwi. „Jednak pomimo ich znaczenia długoletnia łamigłówka dokładnego mechanizmu wywołującego ich eksplozję pozostaje nierozwiązana”-dodaje.
Wszystkie modele, które wyjaśniają supernowe typu IA, zaczynają się od białego karła w parie gwiazd. Jeśli orbituje się wystarczająco blisko drugiej gwiazdy w tej parze, krasnolud może ukraść materiał od swojego partnera. W najbardziej ustalonej teorii za supernową typu IA biały karłowca gromadzi materię od swojego towarzysza, aż osiągnie masę krytyczną, w którym to momencie ulega jednej eksplozji. Jednak ostatnie badania wskazują, że przynajmniej niektóre supernowe typu IA można lepiej wytłumaczyć podwójną eksplozją wywołaną, zanim gwiazda osiągnęła tę masę krytyczną.
Teraz astronomowie uchwycili nowy obraz, który udowadnia, że ich przeczucie było właściwe: przynajmniej niektóre supernowe typu IA eksplodują przez mechanizm „podwójnej detonacji”. W tym alternatywnym modelu biały karła tworzy koc skradzionego helu wokół siebie, który może stać się niestabilny i zapalić. Ta pierwsza eksplozja generuje falę uderzeniową, która podróżuje wokół białego karła i do wewnątrz, wywołując drugą detonację w rdzeniu gwiazdy – ostatecznie tworząc supernową.
Do tej pory nie było wyraźnych, wizualnych dowodów białego karła poddawanego podwójnej detonacji. Ostatnio astronomowie przewidzieli, że proces ten stworzy charakterystyczny wzór lub odcisk palca w wciąż śmiałym szczątkach, widoczny długo po początkowej eksplozji. Badania sugerują, że pozostałości takiej supernowej zawierałyby dwie oddzielne skorupy wapnia.
Astronomowie znaleźli teraz ten odcisk palca w szczątkach supernowej. IVO Seitenzahl, który kierował obserwacjami i był w niemieckim Instytucie Badań Teoretycznych Heidelberg, kiedy przeprowadzono badanie, mówi, że wyniki te pokazują, że „wyraźne wskazanie, że białe krasnoludy mogą dobrze eksplodować, zanim osiągną słynny limit masowy Chandrasekhar i że mechanizm„ podwójnego detonacji ”rzeczywiście występuje w naturze”. Zespół był w stanie wykryć te warstwy wapnia (na niebiesko na obrazie) w resztku Supernowii SNR 0509-67.5, obserwując go z wielopoziomowym odkrywcą spektroskopowym (Muse) na VLT ESO. Dostarcza to mocnych dowodów na to, że supernowa typu IA może wystąpić, zanim jej rodzicielski biały karła osiągnie masę krytyczną.
Supernowe typu IA są kluczem do naszego zrozumienia wszechświata. Zachowują się w bardzo spójny sposób, a ich przewidywalna jasność – bez względu na to, jak daleko są – pomaga astronomom mierzyć odległości w przestrzeni. Używając ich jako kosmicznej taśmy pomiarowej, astronomowie odkryli przyspieszającą ekspansję wszechświata, odkrycie, które zdobyło nagrodę Physics Nobel w 2011 roku. Badanie, w jaki sposób eksplodują, pomaga nam zrozumieć, dlaczego mają tak przewidywalną jasność.
DAS ma również kolejną motywację do badania tych eksplozji. „Ten namacalny dowód podwójnej detonacji nie tylko przyczynia się do rozwiązania długotrwałej tajemnicy, ale także oferuje wizualny spektakl”-mówi, opisując „pięknie warstwową strukturę”, którą tworzy supernowa. Dla niego „ujawnienie wewnętrznych funkcji tak spektakularnej kosmicznej eksplozji jest niezwykle satysfakcjonujące”.
Badania te zostały przedstawione w artykule pojawiającym się w naturze astronomii zatytułowanej „Wapń w pozostałości supernowej pokazuje odcisk palca eksplozji masy sub-Chandrasekhar”.
Zespół składa się z P. Das (University of New South Wales, Australia [UNSW] I Heidelberg Institute for Theoretical Studies, Heidelberg, Niemcy [HITS]), Numer strony IR (trafienia), AJ Ruiter (UNSW & Hits & Ozgrav: Arc Center of Excellence Discovery, Hawthorn, Australia & Arc Center of Excellence dla Astrofizyki All-Sky w 3 wymiarach), FK Röpke (Hits & Institut for Theoretical Astroficesics, Heidelberg, Heidelberg, Grgmi & Astroninstitut, hit i institut, hits, Heidelberg, Niemcy), R. Pakmor (Max Planck Institute for Astrophysics, Garching, Niemcy [MPA]), FPA Vogt (Federalne Biuro Meteorologii i Klimatologii – Meteoswiss, Payerne, Szwajcaria), CE Collins (University of Dublin, Dublin, Ireland i GSI Helmholtzzentrum Für Schwelionenforforschung, Darmstadt, Niemcy), P. Ghavamian (Towson, Towson, USA), Sim Sim (Uniwersytet, Belfast, Belfast, Belfast, Belfast, Uniwersytet, Uniwersytet, Belfast, Wielka Brytania), BJ Williams (rentgen Astrophysics Laboratory NASA/GSFC, Greenbelt, USA), S. Taubenberger (MPA & Technical University Monaching, Garching, Niemcy), JM Laming (Naval Research Laboratory, Waszyngton, USA), J. Suherli (University of Manitoba, Winnipeg, Kanada), R. Sututhand (Australian National Creek, Waszyngton, USA) Australia) i N. Rodríguez-Segovia (UNSW).