|
Что такое темная энергия
|
|
|
|
У мертвых звезд есть множество способов взорваться. Астрономы обнаружили это взрывоопасное разнообразие, когда они оценили 3628 взрывающихся белых карликов во время исследования неба следующего поколения, проведенного с помощью транзиторной установки Цвикки (ZTF) в период с марта 2018 по декабрь 2020 года.
|
|
|
|
Это означает, что этот набор данных о близлежащих сверхновых в несколько раз больше, чем предыдущие аналогичные выборки. Это важное достижение в нашем понимании жизненных циклов звезд с массой, подобной солнечной, которые при смерти превращаются в белых карликов. Лучшее понимание природы сверхновых типа Ia могло бы помочь разгадать тайну темной энергии — странной силы, которая заставляет Вселенную расширяться с ускоряющейся скоростью.
|
|
|
|
Это связано с тем, что в течение трех десятилетий эти взрывающиеся звездные остатки были неотъемлемой частью измерения космических расстояний. Изучение их разнообразия может помочь астрономам сравнить эти сверхновые друг с другом, что улучшит наше понимание темной энергии.
|
|
|
|
"Разнообразие способов, которыми звезды- белые карлики могут взрываться, намного больше, чем ожидалось ранее, что приводит к взрывам, которые могут быть настолько слабыми, что они едва заметны для других, достаточно ярких, чтобы их можно было видеть в течение многих месяцев или лет спустя", - говорится в заявлении руководителя группы Кейт Магуайр из Тринити-колледжа в Дублине..
|
|
|
|
|
|
|
"Благодаря уникальной способности ZTF быстро и глубоко сканировать небо, стало возможным обнаружить новые вспышки звезд, которые в миллион раз слабее самых тусклых звезд, видимых невооруженным глазом".
|
|
|
|
Как взрываются белые карлики!
|
|
|
|
Белые карлики рождаются, когда звезды массой примерно с Солнце истощают водород в своих ядрах. Окончание синтеза водорода с образованием гелия также приводит к прекращению поступления внешней энергии, которая поддерживает звезды против внутреннего воздействия их собственной гравитации.
|
|
|
|
Ядро разрушается по мере того, как сбрасываются внешние слои звезд. В результате остается тлеющее звездное ядро, или белый карлик, окруженный растекающимся облаком бывшего звездного вещества.
|
|
|
|
Когда солнце пройдет через этот процесс примерно через 5 миллиардов лет, оно проведет остаток своего существования в качестве одинокого белого карлика, но не у всех этих мертвых звезд такая одинокая последующая жизнь.
|
|
|
|
Около 50% звезд с массой, равной массе Солнца, существуют в двойной системе с другой звездой. Это означает, что большое количество белых карликов также существует в двойных системах.
|
|
|
|
Ключевым результатом исследования команды является подтверждение того, что существует множество экзотических способов, с помощью которых белые карлики могут взрываться, и в этих процессах участвуют двойные партнеры этих мертвых звезд.
|
|
|
|
Когда две солнцеподобные звезды существуют в одной и той же двойной системе, поскольку они образовались примерно в одно и то же время из одного и того же коллапсирующего облака газа и пыли, вполне естественно ожидать, что обе звезды эволюционируют в белых карликов примерно в одно и то же время.
|
|
|
|
В результате получается двойная звездная система с двумя белыми карликами, вращающимися друг вокруг друга. Постепенно эти звездные остатки сближаются, пока не столкнутся и не сольются. Это может привести к образованию сверхновой двумя способами.
|
|
|
|
Во-первых, само столкновение может привести к образованию белого карлика большего размера и сверхновой звезды типа Ia. В качестве альтернативы, в результате столкновения может образоваться "дочерний" остаток, масса которого в 1,4 раза превышает массу Солнца. Эта масса важна, потому что это предел Чандрасекара, при превышении которого звезда может взорваться в результате коллапса ядра сверхновой и образовать нейтронную звезду.
|
|
|
|
Если белый карлик находится в двойной системе с "нормальной" звездой главной последовательности, которая еще не превратилась в белого карлика или нейтронную звезду, у него также есть возможность "стать новой звездой".
|
|
|
|
Если белый карлик и его звезда-компаньон находятся достаточно близко или если звезда главной последовательности входит в фазу "красного гиганта" и раздувается, то звездный остаток может вытягивать материал из своего партнера. Звездное питание-вампир продолжается до тех пор, пока пожертвованная масса не превысит предел Чандрасекара, вызывая вспышку сверхновой типа Ia, которая обычно уничтожает белого карлика.
|
|
|
|
Бывают редкие случаи, когда белый карлик не разрушается в такой сверхновой после приступа переедания, а превращается в опустошенную "звезду-зомби". Такие события называются вспышками сверхновых типа Iax.
|
|
|
|
Сверхновые типа Ia, в частности, полезны астрономам, поскольку их стандартная светоотдача позволяет использовать их для измерения космических расстояний. Это означает, что сверхновые типа Ia, называемые "стандартными свечами", могут быть использованы для отслеживания ускорения расширения Вселенной в результате воздействия темной энергии. Фактически, именно наблюдения за сверхновыми типа Ia привели к открытию темной энергии в 1998 году.
|
|
|
|
Было бы уместно, если бы подобные исследования взрывающихся белых карликов помогли стандартизировать эти сверхновые, тем самым помогая исследователям наконец разгадать эту тайну, которая сохраняется уже более 26 лет.
|
|
|
|
Однако, чтобы использовать сверхновые типа Ia таким образом и исследовать темную энергию, исследователям важно понимать, как эти события могут меняться. Присоединяйтесь к этой команде астрономов и ZTF.
|
|
|
|
По мере того как команда изучала разнообразие событий, связанных со сверхновыми типа Ia, они выявляли подгруппы и экстремальные объекты, которые можно было бы использовать для определения сходства характеристик или "однородности" сверхновых в их выборке.
|
|
|
|
Исследователи также смогли выяснить, как меняются сверхновые типа Ia в зависимости от условий, в которых они вспыхивают. В частности, была ли эта область заполнена молодыми или старыми звездами, или же она была заполнена большим количеством межзвездной пыли или газа, выделенных из звезды-компаньона?
|
|
|
|
Это привело к уточнению того, какие сверхновые наиболее похожи друг на друга и, следовательно, должны использоваться для расчета космического расстояния.
|
|
|
|
"В течение последних пяти лет группа из тридцати экспертов со всего мира собирала, обобщала и анализировала эти данные. Теперь мы публикуем его для всего сообщества", - заявил Микаэль Риго, исследователь из Института бесконечности в Лионе и глава научной рабочей группы по космологии ZTF, в отдельном заявлении.
|
|
|
|
"Этот образец настолько уникален с точки зрения размера и однородности, что мы ожидаем, что он окажет значительное влияние на область космологии сверхновых и приведет ко многим дополнительным открытиям в дополнение к результатам, которые мы уже опубликовали".
|
|
|
|
Источник
|
