Supernovaer av typ Ia, några av de mest våldsamma och lysande explosionerna i universum, har blivit ett praktiskt verktyg för astronomer för att mäta storleken och utvidgningen av själva universumet. Ny forskning som presenterades vid American Astronomical Society-mötet den här veckan pekar på den ökade sannolikheten att sammanslagningarna av stjärnorna som skapar dessa explosioner, vita dvärgar, är mer troligt än tidigare trott, och skulle kunna förklara egenskaperna hos några supernovaer av typ Ia som är underligt. mindre lysande än väntat.
Forskning presenterad av Rüdiger Pakmor et al. från Max-Planck Institute for Astrophysics i Garching, Tyskland simulerade sammanslagningen av två vita dvärgar i ett binärt system och visade att dessa simuleringar matchar tidigare observerade supernovaer med udda egenskaper, speciellt 1991bg. Den supernovaen, och andra observerade sedan dess, var märkligt mindre lysande än borde ha förväntats om det var en typ Ia-supernova.
Supernovaer av typ Ia uppstår när det finns två stjärnor som kretsar runt varandra i ett binärt system. I ett scenario blir en av stjärnorna en vit dvärg, en liten men mycket, mycket tät stjärna och stjäl materia från den andra, och skjuter sig över Chandrasekhar-gränsen - 1,4 gånger solens massa - och genomgår en termonukleär explosion.
En annan orsak till dessa typer av supernovaer kan vara sammanslagningen av båda stjärnorna i systemet. I scenariot som analyserats av dessa forskare var båda stjärnorna vita dvärgar av massor strax under solens: 0,83-0,9 solmassor.
Forskarna visade att när systemet tappar energi på grund av utsläpp av gravitationsvågor närmar sig de två vita dvärgarna varandra. När de smälter samman kraschar en del av materialet i en av stjärnorna i den andra och värmer upp kolet och syre, vilket skapar en termonukleär explosion som ses i supernovaer av typ Ia.
Du kan titta på en animering av den simulerade fusionen med tillstånd av Max-Planck Institutets Supernova Research Group här.
Observationer av supernovaer som 1991bg visar att de bränner en mindre mängd nickel 56, cirka 0,1 solmassor, än vanliga supernovaer av typ Ia, som vanligtvis bränner 0,4-0,9 solmassor av nickel. Detta gör dem mindre lysande, eftersom nickelns strålningsförfall är ett av fenomenet som ger den lysande visningen av supernovaer av typ Ia sin stans.
"Med våra detaljerade explosionssimuleringar kunde vi förutsäga observerbara som verkligen nära matchar faktiska observationer av typ Ia-supernovaer," sa Friedrich Röpke, en medförfattare till tidningen.
Deras simuleringar visar att när de två vita dvärgarna smälter samman är systemets densitet mindre än i typiska supernovaer av typ Ia och därmed produceras mindre nickel. Forskarna noterar i sitt papper att dessa typer av sammanslagningar av vita dvärgar kan utgöra mellan 2-11 procent av de observerade supernovorna av typ Ia.
Att förstå mekanismerna som skapar dessa fantastiska explosioner är ett nödvändigt steg för att få tag på både vårt universums omfattning och dess expansion, liksom mångfalden i själva supernovaer av typ Ia.
Om du vill lära dig mer om deras forskning och detaljerna om deras datormodellering finns papperet tillgängligt på Arxiv här. Deras resultat kommer också att publiceras i 7 januari 2010-utgåvan av Natur.
Källa: AAS pressmeddelande, Arxiv-papper
