В настоящие время учёные считают, что сверхновые типа Ia — самые подходящие объекты для измерения расстояния до галактик, в которых они расположены, из-за постоянства значений их максимальной светимости. Но неуверенность в понимании механизмов взрыва этих звёзд поставила метод под сомнение.
Из всех загадок астрофизики взрывы сверхновых могут казаться наиболее понятными, по крайней мере, для непрофессионала. У звезды кончается топливо в ядре, от этого происходит взрыв.
Но большая часть того, что мы знаем, основана на догадках. Например, в последнее время особое внимание уделяется часто наблюдаемому типу сверхновой Ia, изучение которого может существенно повлиять на наше понимание процессов, работающих в более крупных космических масштабах.
Ещё несколько лет назад астрономы считали, что все сверхновые типа Ia похожи на заряды для фейерверков, которые сошли с одного конвейера. Эти вспышки сверхновых обладают почти одинаковой максимальной светимостью, из-за чего используются в качестве «стандартных свечей» — маяков, которые позволяют определять расстояния в космосе. Космологи использовали эти сверхновые при доказательстве, что вселенная наполнена таинственной тёмной энергией. Они показали, что Вселенная расширяется ускоренно. Это пришлось учитывать в космологических моделях как влияние тёмной энергии. За это открытие была вручена Нобелевская премия по физике 2011 года.
Однако совсем недавно учёные поняли, что стандартная модель «свечи» несовершенна. Исследователи с 1990-х годов знали, что не все сверхновые данного типа достигают одинаковой максимальной яркости. Кривые блеска ярких вспышек типа Ia спадают немного медленнее, чем кривые для тусклых. Но теперь исследователи считают, что существует тесная связь между «металличностью» сверхновой (сколько элементов тяжелее водорода и гелия в ней содержится) и её яркостью. Металличность нелегко измерить.
До сих пор нет чёткого понимания процессов, которые приводят к катаклизму, но белые карлики играют здесь главную роль. Эти объекты — остатки звёзд средней массы, таких как наше Солнце. Белый карлик — исключительно стабильная звезда и никогда не взорвётся сама по себе. Но иногда белый карлик оттягивает материю от близлежащего объекта за счёт процесса аккреции, наращивая массу, пока не достигнет рубежа, который называется пределом Чандрасекара. На этом этапе карлик начинает сжиматься, в нём вновь начинают идти бурные термоядерные реакции, которые приводят к взрыву. Считается, что белые карлики на пределе Чандрасекара более или менее идентичны, поэтому сверхновые типа Ia считались такими удобными стандартными свечами.
Но что представляет из себя объект, с которого белые карлики вытягивают вещество?
«У астрономов нет единого мнения, что представляет из себя система-прародитель для сверхновых типа Ia», — сказал Субо Донг (Subo Dong), астроном Института астрономии и астрофизики им. Кавли. По словам Марка Салливана (Mark Sullivan), астрофизика из Университета Саутгемптона, «звезда-компаньон может быть ещё одним белым карликом или звездой главной последовательности в несколько раз более массивной, чем наше Солнце». Если это ещё один белый карлик, оба объекта будут, вращаясь, двигаться к центру масс системы и сливаться, что может существенно повлиять на происходящее. «Изучение механизма взрыва и систем-прародителей сверхновых типа Ia в настоящее время считается одной из интереснейших областей в астрофизике», — сказал Донг.
Астрономы хотели бы увидеть, как происходит развитие вспышки сверхновой типа Ia. «Если у детонирующего белого карлика есть компаньон, мы могли бы увидеть ударную волну сверхновой, которая сталкивается с этой звездой. Но мы сможем увидеть только самые ранние стадии, потому что всего несколько часов спустя звезда-компаньон исчезнет за ударной волной сверхновой», — сказал астроном из Университета штата Огайо Кшиштоф Станек (Krzysztof Stanek).
«Вспышки сверхновых могут иметь самую разную природу, которые мы только начинаем понимать, — сказал Марк Салливан. — Даже события, которые, по нашему мнению, мы очень хорошо понимали, такие, как образование сверхновых типа Ia, оказываются удивительно разнообразными».
Источник: quantamagazine.org
Перевод: Black Sahara