На прошедшей неделе на страницах авторитетного научного журнала Nature были опубликованы результаты исследований, сыгравших важную роль в понимании природы сверхновых звезд типа 1a. Коллективу ученых удалось опровергнуть один из предполагаемых механизмов образования сверхновых данного типа.
Сверхновые звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе, всегда привлекали внимание ученых. Новый ответ на вопрос, что именно вызывает взрывы Сверхновых типа 1a, предложили ведущий научный сотрудник Института космических исследований Российской академии наук, сотрудник Института астрофизики Общества им. Макса Планка (Германия) доктор физико-математических наук Марат Гильфанов и его аспирант Акош Богдан.
Согласно их выводам, наиболее вероятной причиной взрывов многих сверхновых типа 1a служат слияния двух белых карликов — остатков "умерших" звезд. Исследование базировалось на данных, полученных с помощью орбитальной ренгтеновской обсерватории Chandra, принадлежащей Национальному управлению США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Говоря о предпосылках проделанной работы, доктор физико-математических наук Марат Гильфанов отметил:
- Есть такие явления, как сверхновые типа 1а или термоядерные сверхновые. Они очень важны для астрофизики и космологии. Для космологии – потому что по ним можно очень хорошо мерить расстояния до далеких галактик и, соответственно исследовать историю расширения Вселенной, и измерять космологические параметры. А для астрофизики вообще и для астрофизики галактик они тоже очень важны, потому что их энергия и продукты нуклеосинтеза очень важны для эволюции галактик. Проблема была в том, что, несмотря на то, что их давно уже использовали для космологических измерений, мы не знаем точно их происхождение. Почти никто не сомневается, что это термоядерные взрывы кислородно-углеродных белых карликов, которые, скорее всего, происходят при достижении белым карликом предела массы Чандрасекара, и при этом происходит термоядерный взрыв. Но каким образом белый карлик наращивает свою массу - этого ученые не понимали.
О том, как именно происходит накопление вещества, приводящее к взрыву белых карликов, спорят уже более 20 лет. Рассматривались два сценария. Согласно первому, белый карлик в двойной системе с обычной звездой постепенно "перетягивает" на себя вещество своего компаньона (этот процесс называется аккрецией, а сценарий – аккреционным). Во втором сценарии взрыв вызван слиянием двух белых карликов, входящих в одну двойную систему:
- Мы попытались использовать совершенно другой подход – тот факт, что рентгеновское излучение предшественников сверхновых типа 1а в этих двух сценариях будет совершенно разным. В том смысле, что в сценарии, где белые карлики сливаются, никакого рентгеновского излучения до самого взрыва не будет. А в аккреционном сценарии будет достаточно продолжительный период длительностью в несколько миллионов лет, когда этот аккрицирующий белый карлик является достаточно ярким рентгеновским источником, – рассказывает Марат Гильфанов.
Исследуя рентгеновское излучение галактик и сравнивая его с теоретическими расчетами, ученые смогли экспериментально определить, какой из двух этих сценариев наиболее часто приводит к взрыву белых карликов. Марат Гильфанов и его коллега проверили свою гипотезу на примере пяти эллиптических галактик (со старым звездным населением) и спиральной галактики Туманность Андромеды:
- Мы сделали теоретические вычисления, просто предсказав светимости галактик. То есть, мы знаем, с какой частотой в галактике с данной массой вспыхивают сверхновые типа 1а. И отсюда мы можем предсказать, какая будет рентгеновская светимость их предшественников в аккреционном сценарии. И эту величину мы затем сравнили с теми результатами, которые получаются по наблюдениям обсерватории Chandra. И оказалось, что то, что мы предсказали таким образом, в несколько десятков раз – от 30 до 50 для того набора галактик, что мы рассматривали, - превышает то, что наблюдается. Отсюда сразу следует вывод, что аккреционный сценарий может объяснить не более чем одну тридцатую или одну пятидесятуюю всех сверхновых первого типа.
Комментируя выводы россиян, американский астрофизик Марио Ливио (Институт космического телескопа, США) отметил:
- На протяжении десятилетий мы изучали эти типы взрывов, и мы до сих пор не знаем точно, каковы предпосылки самых ярких взрывов, которые происходят на просторах Вселенной. Мы используем сверхновые типа 1a для определения свойств темной энергии, а для того, чтобы делать это точно, мы должны полностью понимать эволюцию энергии, светимости сверхновых звезд. Мне нравится в этой работе, что они использовали свежий подход к определению прародителей сверхновых. Вместо того, чтобы рассматривать отдельные системы, которые всегда сложно изучать, они рассматривали глобальные свойства галактик.
В ходе исследования, наиболее вероятным источником вспышек сверхновых типа Ia был признан сценарий слияния Белых карликов. Результат оказался неожиданным, а само исследование поставило ряд новых вопросов, ведь систем, состоящих из двух Белых карликов, пока известно не так много.
Сверхновые звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе, всегда привлекали внимание ученых. Новый ответ на вопрос, что именно вызывает взрывы Сверхновых типа 1a, предложили ведущий научный сотрудник Института космических исследований Российской академии наук, сотрудник Института астрофизики Общества им. Макса Планка (Германия) доктор физико-математических наук Марат Гильфанов и его аспирант Акош Богдан.
Согласно их выводам, наиболее вероятной причиной взрывов многих сверхновых типа 1a служат слияния двух белых карликов — остатков "умерших" звезд. Исследование базировалось на данных, полученных с помощью орбитальной ренгтеновской обсерватории Chandra, принадлежащей Национальному управлению США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Говоря о предпосылках проделанной работы, доктор физико-математических наук Марат Гильфанов отметил:
- Есть такие явления, как сверхновые типа 1а или термоядерные сверхновые. Они очень важны для астрофизики и космологии. Для космологии – потому что по ним можно очень хорошо мерить расстояния до далеких галактик и, соответственно исследовать историю расширения Вселенной, и измерять космологические параметры. А для астрофизики вообще и для астрофизики галактик они тоже очень важны, потому что их энергия и продукты нуклеосинтеза очень важны для эволюции галактик. Проблема была в том, что, несмотря на то, что их давно уже использовали для космологических измерений, мы не знаем точно их происхождение. Почти никто не сомневается, что это термоядерные взрывы кислородно-углеродных белых карликов, которые, скорее всего, происходят при достижении белым карликом предела массы Чандрасекара, и при этом происходит термоядерный взрыв. Но каким образом белый карлик наращивает свою массу - этого ученые не понимали.
О том, как именно происходит накопление вещества, приводящее к взрыву белых карликов, спорят уже более 20 лет. Рассматривались два сценария. Согласно первому, белый карлик в двойной системе с обычной звездой постепенно "перетягивает" на себя вещество своего компаньона (этот процесс называется аккрецией, а сценарий – аккреционным). Во втором сценарии взрыв вызван слиянием двух белых карликов, входящих в одну двойную систему:
Мы до сих пор не знаем точно, каковы предпосылки самых ярких взрывов, которые происходят на просторах Вселенной
- Мы попытались использовать совершенно другой подход – тот факт, что рентгеновское излучение предшественников сверхновых типа 1а в этих двух сценариях будет совершенно разным. В том смысле, что в сценарии, где белые карлики сливаются, никакого рентгеновского излучения до самого взрыва не будет. А в аккреционном сценарии будет достаточно продолжительный период длительностью в несколько миллионов лет, когда этот аккрицирующий белый карлик является достаточно ярким рентгеновским источником, – рассказывает Марат Гильфанов.
Исследуя рентгеновское излучение галактик и сравнивая его с теоретическими расчетами, ученые смогли экспериментально определить, какой из двух этих сценариев наиболее часто приводит к взрыву белых карликов. Марат Гильфанов и его коллега проверили свою гипотезу на примере пяти эллиптических галактик (со старым звездным населением) и спиральной галактики Туманность Андромеды:
- Мы сделали теоретические вычисления, просто предсказав светимости галактик. То есть, мы знаем, с какой частотой в галактике с данной массой вспыхивают сверхновые типа 1а. И отсюда мы можем предсказать, какая будет рентгеновская светимость их предшественников в аккреционном сценарии. И эту величину мы затем сравнили с теми результатами, которые получаются по наблюдениям обсерватории Chandra. И оказалось, что то, что мы предсказали таким образом, в несколько десятков раз – от 30 до 50 для того набора галактик, что мы рассматривали, - превышает то, что наблюдается. Отсюда сразу следует вывод, что аккреционный сценарий может объяснить не более чем одну тридцатую или одну пятидесятуюю всех сверхновых первого типа.
Комментируя выводы россиян, американский астрофизик Марио Ливио (Институт космического телескопа, США) отметил:
- На протяжении десятилетий мы изучали эти типы взрывов, и мы до сих пор не знаем точно, каковы предпосылки самых ярких взрывов, которые происходят на просторах Вселенной. Мы используем сверхновые типа 1a для определения свойств темной энергии, а для того, чтобы делать это точно, мы должны полностью понимать эволюцию энергии, светимости сверхновых звезд. Мне нравится в этой работе, что они использовали свежий подход к определению прародителей сверхновых. Вместо того, чтобы рассматривать отдельные системы, которые всегда сложно изучать, они рассматривали глобальные свойства галактик.
В ходе исследования, наиболее вероятным источником вспышек сверхновых типа Ia был признан сценарий слияния Белых карликов. Результат оказался неожиданным, а само исследование поставило ряд новых вопросов, ведь систем, состоящих из двух Белых карликов, пока известно не так много.