Overflade-helium-detonationsbesværgelser slutter for hvid dværg

Et internationalt team af forskere har fundet beviser for, at de lyseste stjerneeksplosioner i vores univers kan udløses af helium-kernedetonation nær overfladen af ​​en hvid dværgstjerne. Ved at bruge Hyper Suprime-Cam monteret på Subaru-teleskopet, holdet opdagede en type Ia supernova inden for et døgn efter eksplosionen, og forklarede dens adfærd gennem en model beregnet ved hjælp af supercomputeren ATERUI. Dette resultat blev rapporteret i Natur offentliggjort den 5. okt.

Nogle stjerner slutter deres liv med en enorm eksplosion kaldet en supernova. De mest berømte supernovaer er resultatet af en massiv stjerne, der eksploderer, men en hvid dværg, resten af ​​en mellemmassestjerne som vores sol, kan også eksplodere. Dette kan forekomme, hvis den hvide dværg er en del af et dobbeltstjernesystem. Den hvide dværg samler materiale fra følgestjernen, så på et tidspunkt, det kan eksplodere som en type Ia supernova.

På grund af den ensartede og ekstremt høje lysstyrke (ca. 5 milliarder gange lysere end Solen) af type Ia supernovaer, de bruges ofte til afstandsmålinger i astronomi. Imidlertid, astronomer er stadig forundrede over, hvordan disse eksplosioner antændes. I øvrigt, disse eksplosioner forekommer kun én gang hvert 100. år i en given galakse, gør dem svære at fange.

Et internationalt team af forskere ledet af Ji-an Jiang, en kandidatstuderende fra University of Tokyo, og herunder forskere fra University of Tokyo, Kavli Instituttet for Universets Fysik og Matematik (IPMU), Kyoto Universitet, og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), forsøgt at løse dette problem. For at maksimere chancerne for at finde en type Ia supernova i de meget tidlige stadier, holdet brugte Hyper Suprime-Cam monteret på Subaru-teleskopet, en kombination, der kan fange et ultrabredt område af himlen på én gang. De udviklede også et system til automatisk at detektere supernovaer i den kraftige strøm af data under undersøgelsen, som muliggjorde opdagelser i realtid og rettidige opfølgende observationer.

De opdagede over 100 supernovakandidater på en nat med Subaru/Hyper Suprime-Cam, herunder flere supernovaer, der kun var eksploderet få dage tidligere. I særdeleshed, de fangede en ejendommelig type Ia supernova inden for et døgn efter, at den eksploderede. Dens lysstyrke og farvevariation over tid adskiller sig fra enhver tidligere opdaget type Ia supernova. De antog, at dette objekt kunne være resultatet af en hvid dværg med et heliumlag på overfladen. Antændelse af heliumlaget ville føre til en voldsom kædereaktion og få hele stjernen til at eksplodere. Denne ejendommelige adfærd kan fuldstændigt forklares med numeriske simuleringer beregnet ved hjælp af supercomputeren ATERUI. "Dette er det første bevis, der robust understøtter en teoretisk forudsagt stjerneeksplosionsmekanisme!" sagde Jiang.

Dette resultat er et skridt mod at forstå begyndelsen af ​​type Ia supernovaer. Holdet vil fortsætte med at teste deres teori mod andre supernovaer, ved at opdage flere og flere supernovaer lige efter eksplosionen. Detaljerne om deres undersøgelse blev offentliggjort i Natur den 5. oktober.