Supernovae vom Typ Ia, einige der heftigsten und leuchtendsten Explosionen im Universum, sind für Astronomen zu einem praktischen Werkzeug geworden, um die Größe und Ausdehnung des Universums selbst zu messen. Da sie mit einer ganz bestimmten Spitzenhelligkeit explodieren, können sie als „Standardkerzen“ zum Messen von Entfernungen verwendet werden. Neue Forschungsergebnisse, die diese Woche auf dem Treffen der American Astronomical Society vorgestellt wurden, weisen auf die erhöhte Wahrscheinlichkeit hin, dass die Verschmelzung der Sterne, die diese Explosionen, Weißen Zwerge, erzeugen, wahrscheinlicher ist als bisher angenommen, und könnten die Eigenschaften einiger Typ-Ia-Supernovae erklären, die merkwürdig sind weniger hell als erwartet.
Die von Rüdiger Pakmor et al. vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, Deutschland, simulierte die Verschmelzung zweier Weißer Zwerge in einem Doppelsternsystem und zeigte, dass diese Simulationen mit zuvor beobachteten Supernovae mit seltsamen Eigenschaften übereinstimmen, insbesondere der von 1991bg. Diese Supernova und andere, die seitdem beobachtet wurden, war merkwürdigerweise weniger leuchtend, als man hätte erwarten können, wenn es sich um Supernovae vom Typ Ia handelte.
Supernovae vom Typ Ia treten auf, wenn sich zwei Sterne in einem Doppelsternsystem umkreisen. In einem Szenario wird einer der Sterne weiß Zwerg , einem kleinen, aber sehr, sehr dichten Stern, und stiehlt dem anderen Materie, drückt sich selbst über die Chandrasekhar-Grenze – das 1,4-fache der Sonnenmasse – und durchläuft eine thermonukleare Explosion.
Eine weitere Ursache für diese Art von Supernova könnte die Verschmelzung beider Sterne im System sein. In dem von diesen Forschern analysierten Szenario waren beide Sterne Weiße Zwerge mit einer Masse knapp unter der der Sonne: 0,83 bis 0,9 Sonnenmassen.
Die Forscher zeigten, dass sich die beiden Weißen Zwerge nähern, während das System durch die Emission von Gravitationswellen Energie verliert. Während sie verschmelzen, prallt ein Teil des Materials in einem der Sterne in den anderen und erhitzt den Kohlenstoff und Sauerstoff, wodurch eine thermonukleare Explosion entsteht, die in Typ-Ia-Supernovae zu sehen ist.
Sie können sich eine Animation der simulierten Fusion mit freundlicher Genehmigung der Supernova-Forschungsgruppe des Max-Planck-Instituts ansehen genau hier .
Beobachtungen von Supernovae wie 1991bg zeigen, dass sie eine geringere Menge Nickel 56, etwa 0,1 Sonnenmassen, verbrennen als normale Typ-Ia-Supernovae, die typischerweise 0,4-0,9 Sonnenmassen Nickel verbrennen. Dies macht sie weniger leuchtend, denn der strahlende Zerfall des Nickels ist eines der Phänomene, die der leuchtenden Anzeige von Typ-Ia-Supernovae ihre Kraft verleihen.
„Mit unseren detaillierten Explosionssimulationen konnten wir Observablen vorhersagen, die tatsächlich den tatsächlichen Beobachtungen von Typ-Ia-Supernovae sehr nahe kommen“, sagt Friedrich Röpke, Mitautor des Papiers.
Ihre Simulationen zeigen, dass bei der Verschmelzung der beiden Weißen Zwerge die Dichte des Systems geringer ist als bei typischen Typ-Ia-Supernovae und somit weniger Nickel produziert wird. Die Forscher stellen in ihrer Veröffentlichung fest, dass diese Arten von Verschmelzungen von Weißen Zwergen zwischen 2 und 11 Prozent der beobachteten Supernovae vom Typ Ia ausmachen könnten.
Das Verständnis der Mechanismen, die diese fantastischen Explosionen erzeugen, ist ein notwendiger Schritt, um sowohl die Ausdehnung unseres Universums und seine Expansion als auch die Vielfalt der Typ-Ia-Supernovae selbst in den Griff zu bekommen.
Wenn Sie mehr über ihre Forschung und die Details ihrer Computermodellierung erfahren möchten, ist das Papier auf Arxiv . verfügbar Hier . Ihre Ergebnisse werden auch in der Ausgabe vom 7. Januar 2010 von . veröffentlichtNatur.
Quelle: Pressemitteilung der AAS , Archiv Papier