Supernove so nekateri najmočnejši dogodki v vesolju. So izjemno energične, svetleče eksplozije, ki lahko osvetlijo nebo. Astrofiziki imajo precej dobro predstavo o tem, kako delujejo, in so supernove organizirali v dve široki kategoriji: so končno stanje za masivne zvezde, ki eksplodirajo ob koncu svojega življenja, ali so bele pritlikavke, ki črpajo plin iz spremljevalec, ki sproži bežno fuzijo.
Zdaj bi morda obstajala tretja vrsta.
Znanstveniki so odkrili a beli škrat zvezda, ki po 'delni supernovi' hiti skozi Rimsko cesto. Dokaze za zvezdo je v vesoljskem teleskopu Hubble našla skupina raziskovalcev, ki jih vodijo astronomi z univerze Warwick.
Njihove ugotovitve so predstavljene v prispevku z naslovom » Delno zažgani ostanek belega pritlikavka z nizko maso, ki je bil podvržen termonuklearnemu vžigu? ” Glavni avtor je profesor Boris Gaensicke z Oddelka za fiziko na Univerzi Warwick. Članek je objavljen v The Monthly of the Royal Astronomical Society.
Odkritje tega pojava deloma temelji na nenavadnih spektroskopskih meritvah belega pritlikavka s Hubblom.
Večina zvezd konča svoje življenje kot beli palčki. To je usoda, ki čaka naše sonce. Potem ko zapusti glavno zaporedje postal bo rdeči velikan in končno beli škrat.
Naše Sonce in katera koli zvezda z enako maso bosta sledila skupni evolucijski poti. Ko zapusti glavno zaporedje, potem ko je izgorevanje vodika končano, postane rdeči velikan, nato beli pritlikavec. Zasluge slike: avtor Lithopsian – lastno delo, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=48486177
Toda na novo odkrita zvezda bele pritlikavke je spektroskopsko drugačna od večine drugih belih pritlikavk.
Beli palčki so za seboj pustili fuzijo. So jedra zvezd, ki so izčrpale svoje gorivo in vsebujejo večinoma elektronsko degenerirano snov. Imajo atmosfero, ki je večinoma vodikova ali helijeva, z nekaterimi občasnimi težjimi elementi, ki so se dvignili na površje iz jedra belega pritlikavka.
Zvezda v središču te študije je bila odkrita pred nekaj leti. Imenuje se SDSS J1240+6710 in je bil prvič opažen leta 2015. Nenavadno je, ker njegova atmosfera ni vsebovala niti vodika niti helija in ker so nadaljnja opazovanja s Hubblom pokazala, da je atmosfera vsebovala tudi ogljik, natrij in aluminij.
Umetnikova upodobitev belega pritlikavka s površine krožečega eksoplaneta. Zasluge za sliko: Univerza Madden/Cornell
Vsi ti trije elementi nastanejo v eksplozijah supernov v prvi fazi. Toda to ni vse, kar je Hubble ugotovil. Meritve so pokazale tudi pomanjkanje elementov skupine železa. The železna skupina elementi so železo, kobalt, nikelj, krom in mangan. Popolna supernova ustvari te elemente blizu konca procesa supernove. Toda ta beli škrat ga ni imel.
V svojem prispevku je ekipa zapisala: 'Ne zaznavamo nobenega elementa skupine železa s tesnimi omejitvami glede številčnosti Ti, Fe, Co in Ni in sklepamo, da je zvezda izgorela kisik, vendar ni dosegla pogojev vžiga. za sežiganje silicija.'
Kaj daje?
Pri SDSS J1240+6710 je še nekaj nenavadnega. Skozi Rimsko cesto se giblje s približno 900.000 km/h (560.000 mp/h). Nazadnje je bela pritlikavka veliko manj masivna od drugih belih pritlikavk, saj ima le 40 % mase našega Sonca.
Vse lastnosti zvezde kažejo na delno eksplozijo supernove kot njihov vir.
'Nizka masa belega pritlikavka in njegova zmerno visoka hitrost okvirja mirovanja nakazujeta na izvor, ki vključuje termonuklearno supernovo v kompaktni dvojiški celici,' so zapisali raziskovalci v svojem prispevku.
'Ta zvezda je edinstvena, ker ima vse ključne značilnosti belega pritlikavka, vendar ima to zelo visoko hitrost in nenavadno številčnost, ki nima smisla v kombinaciji z njeno nizko maso,' je dejal glavni avtor Gaensicke v izjava za javnost.
»Ima kemično sestavo, ki je prstni odtis jedrskega gorenja, nizko maso in zelo visoko hitrost: vsa ta dejstva nakazujejo, da je morala izhajati iz neke vrste tesnega binarnega sistema in je morala biti podvržena termonuklearnemu vžigu. To bi bila vrsta supernove, vendar takšne vrste, kot je še nismo videli.'
Ta beli škrat je moral imeti spremljevalno zvezdo. V teh scenarijih beli škrat kroži okoli skupnega težišča z večjo spremljevalno zvezdo. Ko se zvezda spremljevalka stara in postane velikan, gravitacija belega pritlikavka črpa plin iz spremljevalne zvezde na njeno lastno površino. Masa belega palčka naraste do točke, ko se sproži eksplozija supernove.
Umetnikova podoba belega pritlikavka, ki riše material stran od svojega spremljevalca. Avtor slike: NASA
V tem primeru so začetne stopnje supernove motile orbito belega pritlikavka. Obe zvezdi bi bili vrženi v ločeni, nasprotni poti skozi vesolje. To bi pojasnilo veliko hitrost SDSS J1240+6710 skozi vesolje.
'Če je bil tesen dvojni sistem in je bil podvržen termonuklearnemu vžigu, pri čemer je izvrgel precej svoje mase, imate pogoje, da ustvarite belega pritlikavka z nizko maso in ga odletite s svojo orbitalno hitrostjo,' je pojasnil profesor Gaensicke.
Ta študija postavlja v ospredje nekatere izzive pri opazovanju supernov. Običajno so znanstveniki nanje opozorjeni šele, ko eksplodirajo. Podrobnosti pred eksplozijami je težko razkriti.
Raziskovalci se sprašujejo, ali je to eden naših prvih primerov nove vrste supernove. V tem primeru je bila eksplozija supernove, ki je to zvezdo poslala skozi galaksijo, zelo kratkotrajna in na to bi opozoril le kratek blisk. Običajno bi bila supernova tipa 1A, kot je ta, ki je končala eksplozijo supernove, vidna več mesecev. Eksplozija proizvede veliko radioaktivnega niklja (Ni), ki poganja dolgotrajen posijaj.
Toda ta ni proizvedel veliko Ni. Kot pišejo avtorji v zaključku svojega prispevka, 'zelo nizka masa Ni, ki nastane in se izloči v takšnih dogodkih, bi njihovo odkrivanje v trenutnih raziskavah časovne domene naredilo izjemno zahtevno.'
Supernova 1994D v galaksiji NGC 4526. Običajno je eksplozija supernove vidna več mesecev. Posijaj povzroča obilen radioaktivni nikelj. Toda SDSS J1240+6710 je proizvedel zelo malo niklja. Zasluga slike: NASA / TO , Hubble Key Project Team in High-Z Supernova Search Team
'Študija termonuklearnih supernov je ogromno področje in veliko je opazovalnih prizadevanj za iskanje supernov v drugih galaksijah,' je dejal profesor Gaensicke. 'Težava je v tem, da zvezdo vidite, ko eksplodira, vendar je zelo težko poznati lastnosti zvezde, preden eksplodira.'
'Zdaj odkrivamo, da obstajajo različne vrste belih pritlikavk, ki preživijo supernove pod različnimi pogoji in z uporabo sestave, mase in hitrosti, ki jih imajo, lahko ugotovimo, kateri tip supernove so bili podvrženi,' je pojasnil Gaensicke. »Tam je očitno cel živalski vrt. Preučevanje preživelih supernov v naši Rimski cesti nam bo pomagalo razumeti nešteto supernov, ki jih vidimo v drugih galaksijah.'
Več:
- Izjava za javnost: Termonuklearna eksplozija pošlje preživelo zvezdo supernove, ki leti čez Rimsko cesto
- Raziskovalna naloga: SDSS?J124043.01+671034.68: delno zažgani ostanek belega pritlikavka z nizko maso, ki je bil podvržen termonuklearnemu vžigu?
- Vesolje danes: Planet v velikosti Neptuna, ki kroži okoli mrtve zvezde bele pritlikavke. Tukaj je nori del, planet je 4-krat večji od zvezde