Сверхновые с белыми карликами могут стать ключом к темной энергии и неразрешенным космическим тайнам
Астрономы из Центра переходных процессов Цвикки (ZTF) в Калифорнии проанализировали около 4000 взрывов белых карликов, наблюдавшихся в период с марта 2018 года по декабрь 2020 года, и обнаружили неожиданное разнообразие в том, как происходят эти космические взрывы.
Этот обзор неба является крупнейшим на сегодняшний день и позволяет получить беспрецедентное представление о сверхновых типа Ia благодаря недавно выпущенному набору данных DR2. Полученные результаты дают ценные сведения о природе темной энергии и расширяют возможности астрофизиков по точному измерению расстояний во Вселенной.
Звезды с белыми карликами и разрушительное обучение
Астрономы могут почерпнуть удивительно много информации из крупномасштабных космических разрушений. Наблюдения за белыми карликовыми звездами в их последние мгновения уже несколько десятилетий играют центральную роль в изучении темной энергии. Но ученые находят в этих событиях не только таинственную силу, подталкивающую ускоряющееся расширение Вселенной. Фантастически горячие и плотные условия, возникающие при термоядерных взрывах белых карликов, служат кузницей таких элементов, как титан, железо и никель, используемых на Земле.
Несмотря на всю свою значимость, точные механизмы, лежащие в основе этих сверхновых, остаются малоизученными. Конкурирующие модели пытаются объяснить их, но из-за ограниченности реальных данных трудно определить, какая из них верна. Этот пробел в данных и призван восполнить ZTF.
576-мегапиксельная камера, установленная на телескопе P48 Шмидта в обсерватории Маунт-Паломар в Сан-Диего (Калифорния), выполняет начальную работу по обзору неба ZTF под руководством Калифорнийского технологического института. Эта камера настроена на захват как видимого, так и инфракрасного света, что позволяет ей измерять быстро меняющуюся яркость интенсивных небесных объектов, таких как сверхновые и гамма-лучи.
Ключевую роль в анализе данных ZTF сыграла группа специалистов из Тринити-колледжа в Дублине под руководством профессора Кейт Магуайр.
«Благодаря уникальной способности ZTF быстро и глубоко сканировать небо, удалось обнаружить новые взрывы звезд, которые в миллион раз тусклее самых тусклых звезд, видимых невооруженным глазом», — подчеркивает профессор Кейт Магуайр.
Открытия белых карликов
Одним из главных открытий команды Тринити стало выявление нескольких экзотических сценариев, по которым взрываются белые карлики. Среди них — прямые столкновения между двумя звездами и случаи, когда одна звезда в бинарной системе поглощает свою спутницу. Эти открытия стали возможны благодаря обнаружению слабых, мимолетных сигналов и огромному размеру набора данных.
Разнообразие взрывов особенно поразительно, поскольку изучение свойств темной энергии зависит от использования сверхновых типа Ia в качестве стандартных космических измерительных инструментов.
«Разнообразие способов взрыва белых карликовых звезд гораздо больше, чем предполагалось ранее, в результате чего взрывы варьируются от настолько слабых, что их почти не видно, до достаточно ярких, чтобы наблюдать их в течение многих месяцев и лет после этого», — говорит профессор Магуайр.
Поскольку стандартная модель космологии сталкивается с растущими несоответствиями, эти взрывы белых карликов могут стать ключом к открытию новой фундаментальной физики.
Набор данных DR2 был выпущен вместе с обзорной статьей, дополненной двадцатью дополнительными исследованиями, анализирующими различные аспекты полученных результатов. Исследователи также могут изучать данные с помощью инструмента Python, разработанного для облегчения независимых исследований. В ближайшем будущем будет выпущен набор данных DR2.5, оптимизированный для вывода космологических параметров.