Взрывы древних белых карликов не подчиняются давно установленным «правилам»

Москва, 07:37, 06 Авг 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Считается, что звезды белых карликов следуют очень специфическим «правилам» — если они превышают определенный предел массы, они взорвутся в сверхновой с очень предсказуемой яркостью и временем. Но теперь астрономы Калифорнийского технологического института нашли странный поворот в модели, которую они не могут объяснить. Согласно новому исследованию, белые карлики взрывались при более низких массах, чем обычно.

Белые карлики — один из последних этапов жизни звезд, подобных нашему Солнцу. После того, как эти звезды исчерпали запас топлива, они сбросили свои внешние слои в планетарную туманность и оставили небольшое тусклое ядро ​​- белого карлика. В некоторых случаях эти остатки также могут взорваться позже, и долгое время считалось, что существует четкий предел массы, выше которого белые карлики могут взорваться. В 1930 году индийский астрофизик Субрахманян Чандрасекхар определил, что предел составляет 1,4 солнечных масс. Идея, как правило, поддерживалась годами, но есть некоторые исключения.

Теперь группа астрономов Калифорнийского технологического института изучила предел Чандрасекара и обнаружила неожиданный паттерн — древние белые карлики чаще взрывались при меньших массах. Со временем взрывы стали происходить при более высоких массах.

Команда сделала это открытие, используя телескоп Keck II на Гавайях. Они начали с изучения древних галактик — тех, которые, по-видимому, перестали производить звезды примерно через миллиард лет после начала Вселенной. Звезды в этих галактиках, казалось, содержали в себе гораздо меньше никеля, чем обычно.

Какое это имеет отношение к чему-нибудь? Когда белые карлики взрываются, тяжелые элементы, такие как никель и железо, возникают во взрыве и продолжают сеять будущие звезды с этими элементами. Более низкие концентрации никеля предполагают, что белые карлики, которые предшествовали этим звездам, взорвались при более низких массах относительно Солнца, немного ниже, чем предел Чандрасекара.

«Мы обнаружили, что в ранней Вселенной белые карлики взрывались при более низких массах, чем позже при жизни Вселенной», — говорит Эван Кирби, ведущий исследователь. «До сих пор неясно, что стало причиной этого изменения».

Важно правильно понять, почему это может произойти, поскольку взрывающиеся белые карлики являются ключом к нашему пониманию космоса. Как бы то ни было, сверхновые из белых карликов удивительно постоянны, всегда достигают одинаковой максимальной яркости и сохраняются в течение того же периода времени до исчезновения. Эти события, известные как сверхновые типа Ia, настолько однородны, что их часто называют «стандартными свечами», и их можно использовать для измерения расстояний.

«Мы называем сверхновые типа Ia «стандартными свечами», — говорит Кирби. «Если вы посмотрите на свечу на расстоянии, она будет выглядеть тусклее, чем когда она находится близко. Если вы знаете, насколько яркой она должна быть близко, и вы измеряете, насколько она яркая на расстоянии, вы можете рассчитать это расстояние», — поясняет Кирби. «Сверхновые типа Ia были очень полезны при расчете таких вещей, как скорость расширения Вселенной. Мы постоянно используем их в космологии. Поэтому важно понимать, откуда они берутся, и характеризовать белых карликов, которые производят эти взрывы».

Затем команда астрономов планирует изучить концентрации других элементов, таких как марганец, чтобы подтвердить полученные данные.