Взрывы сверхновых типа Ia являются наиболее мощными и яркими взрывами во Вселенной. Подобные сверхновые стали удобным инструментом астрономов для измерения размера и скорости расширения Вселенной. Поскольку сверхновые типа Ia взрываются с довольно точным пиком светимости, они могут быть использованы в качестве "стандартных свечей" для измерения расстояний.
Этот тип сверхновых еще называют термоядерными сверхновыми, в основе механизма взрыва которых лежит процесс термоядерного синтеза в плотном углеродно-кислородном ядре звезды.
Снимки моделирует слияние двух белых карликов. Иллюстрация Max-Planck Institute for Astrophysics
Новые исследования астрономов указывают на повышенную вероятность возникновения сверхновых типа Ia при слиянии звезд, которые чаще всего являются белыми карликами. Это может объяснить свойства некоторых сверхновых типа Ia, которые оказываются менее яркими, чем ожидалось.
Ученые смоделировали слияние двух белых карликов в бинарной системе и показали, что симуляция слияния соответствуют оному ранее наблюдаемых сверхновых звезд с «неправильными» характеристиками: в частности, это относится к сверхновой 1991bg. Эта сверхновая оказалась менее яркой, чем ожидали астрономы.
Сверхновые типа Ia могут возникнуть в системе двух звезд, вращающихся друг относительно друга. В одном из сценариев одна из звезд является белым карликом, маленькой, но очень плотной звездой, которая ворует материю у своего компаньона и перенасытившись материалом, переходит предел Чандрасекара – массу в 1,4 раза превышающею массу Солнца. Затем происходит термоядерный взрыв белого карлика. Еще одной причиной появления этих типов сверхновых может быть полное слияние двух белых карликов. Когда они сливаются, материал звезд перемешивается, что ведет к нагреву углерода и кислорода и конечном итоге - к термоядерному взрыву сверхновой типа Ia.
Наблюдения за сверхновыми, такими как 1991bg, показало, что в подобных сверхновых наблюдается меньшее количество никеля 56: около 0,1 массы Солнца, когда обычные сверхновые типа Ia имеют запас никеля около 0,4-0,9 масс Солнца. Эта нехватка делает подобные сверхновые менее яркими, потому что распад никеля является одним из важных свойств, которое дает мощность светового потока сверхновых типа Ia во время вспышки.
Слияние двух белых карликов. Видео.
Расчеты ученых показывают, что когда два белых карликов сливаются, плотность системы меньше, чем в типичных сверхновых типа Ia, и таким образом меньше никеля. Исследователи отмечают в своей статье, что от такого рода слияния белых карликов может происходить от 2 до 11 процентов всех наблюдаемых сверхновых типа Ia.
Понимание механизмов, которые создают эти мощные фантастические взрывы, является необходимым шагом в получении информации о масштабах нашей Вселенной и ее расширении, а также раскрывает разнообразие сверхновых типа Ia.
