Na zdjęciach: Tak wyglądają pozostałości gwiazdy zniszczonej przez dwa wybuchy.

Większość supernowych powstaje w wyniku eksplozji śmierci masywnych gwiazd , ale znaczna ich różnorodność pochodzi z mniej widocznego źródła. Białe karły, małe, uśpione jądra pozostałe po tym, jak gwiazdy takie jak nasze Słońce wypaliły paliwo rdzeniowe , mogą wytworzyć to, co społeczność astronomów nazywa supernową typu Ia .

„Eksplozje białych karłów odgrywają kluczową rolę w astronomii” – powiedział Priyam Das, doktorant na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii w Canberze w Australii, który kierował badaniem SNR 0509-67.5, opublikowanym w czasopiśmie Nature Astronomy .

Duża część naszej wiedzy o tym, jak rozszerza się wszechświat, opiera się na supernowych typu Ia , które są również głównym źródłem żelaza na naszej planecie, w tym żelaza w naszej krwi. „Jednakże” — dodaje badacz — „pomimo ich znaczenia i po tak długim czasie zagadka otaczająca dokładny mechanizm, który wyzwala ich eksplozję, pozostaje nierozwiązana”.

Wszystkie modele wyjaśniające supernowe typu Ia zaczynają się od białego karła, który jest częścią pary gwiazd. Jeśli krąży wystarczająco blisko drugiej gwiazdy, karzeł może kraść materię od swojego towarzysza. W najbardziej ugruntowanej teorii supernowych typu Ia biały karzeł akreuje materię od swojego towarzysza, aż osiągnie masę krytyczną , w którym to momencie ulega pojedynczej eksplozji. Jednak ostatnie badania sugerują, że przynajmniej niektóre supernowe typu Ia można lepiej wyjaśnić podwójną eksplozją wywołaną zanim gwiazda osiągnęła tę masę krytyczną.

Teraz zespół ten uchwycił nowy obraz, który dowodzi, że ich przeczucie było słuszne: przynajmniej niektóre supernowe typu Ia eksplodują poprzez mechanizm „podwójnej detonacji” . W tym alternatywnym modelu biały karzeł jest otoczony powłoką skradzionego helu, który może stać się niestabilny i zapalić się.

Pierwsza eksplozja generuje falę uderzeniową, która przemieszcza się wokół białego karła i wnika do jego wnętrza, wywołując drugą eksplozję w jądrze gwiazdy, która ostatecznie prowadzi do powstania supernowej.

Do tej pory nie było wyraźnych dowodów wizualnych na to, że biały karzeł przechodzi podwójną detonację. Niedawno społeczność astronomów przewidziała, że ​​proces ten utworzy charakterystyczny wzór lub odcisk palca w wciąż świecących pozostałościach supernowej, widocznych długo po początkowej eksplozji . Badania sugerują, że pozostałości takiej supernowej zawierałyby dwie oddzielne warstwy wapnia.

Zespół znalazł ten odcisk palca w pozostałościach supernowej. Ivo Seitenzahl, który kierował obserwacjami i przebywał w Instytucie Studiów Teoretycznych w Heidelbergu w Niemczech, gdy prowadzono badanie, mówi, że wyniki te są „jasnym wskazaniem, że białe karły mogą eksplodować na długo przed osiągnięciem słynnej granicy masy Chandrasekhara i że mechanizm „podwójnej detonacji” występuje w naturze”.

Zespół był w stanie wykryć te warstwy wapnia (zaznaczone na niebiesko na zdjęciu) w pozostałości supernowej SNR 0509-67.5, obserwując je za pomocą instrumentu Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na teleskopie VLT należącym do ESO . Stanowi to silny dowód na to, że supernowa typu Ia może wystąpić zanim jej macierzysty biały karzeł osiągnie masę krytyczną.

Supernowe typu Ia są kluczowe dla naszego zrozumienia wszechświata. Zachowują się bardzo spójnie, a ich przewidywalna jasność (bez względu na to, jak daleko się znajdują) pomaga społeczności astronomów mierzyć odległości w kosmosie. Używając ich jako kosmicznej miary taśmowej, odkryto przyspieszającą ekspansję wszechświata, odkrycie to zostało nagrodzone Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki w 2011 r. Badanie sposobu, w jaki eksplodują, pomaga nam zrozumieć, dlaczego mają tak przewidywalną jasność.

Das ma jeszcze inną motywację do badania tych eksplozji. „Ten namacalny dowód podwójnej detonacji nie tylko pomaga rozwiązać długotrwałą zagadkę, ale także oferuje wizualny spektakl” — mówi, opisując „piękną, warstwową strukturę”, którą tworzy supernowa. Dla niego „ujawnienie wewnętrznych mechanizmów tak spektakularnej kosmicznej eksplozji jest niesamowicie satysfakcjonujące”.

Na podstawie informacji z Europejskiego Obserwatorium Południowego