Spektakulær UV-blitz kan forklare, hvordan hvide dværge eksploderer

Et hold af astronomer, herunder forskere fra MIT, har lavet detaljerede observationer af et sjældent og spektakulært ultraviolet (UV) glimt forbundet med eksplosionen af ​​en hvid dværg - den tætte rest af en sollignende stjerne. Den hvide dværg, kendt som WDJ0551+4135, smeltede voldsomt sammen med en ledsagende hvid dværg, hvilket udløste en termonuklear eksplosion kendt som en Type Ia supernova.

Observationerne giver indsigt i oprindelsen af ​​Type Ia supernovaer og kaster lys over det langvarige spørgsmål om, hvordan disse eksplosioner udløses. Holdet fandt ud af, at UV-flashen, der kun varede omkring 10 sekunder, kan være det længe eftertragtede "tændingssignal", der satte gang i den termonukleare eksplosion.

Forskningen, der er offentliggjort i dag i tidsskriftet Nature, blev ledet af Peter Garnavich, en forsker ved MIT's Institut for Fysik. Medforfattere inkluderer Alicia Soderberg og Dheeraj Pasham fra MIT, samt forskere fra Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, University of California, Berkeley og Northwestern University.

Type Ia supernovaer er vigtige af en række årsager. For det første bruges de som standardlys til at måle afstande til galakser og spiller dermed en nøglerolle i kosmologien. For det andet menes de at være hovedkilden til jern og andre tunge grundstoffer i universet, som er essentielle for livet.

De nøjagtige detaljer om, hvordan Type Ia-supernovaer udløses, er dog forblevet et mysterium. En førende teori er, at eksplosionen er forårsaget af en termonuklear løbsk i en kulstof-ilt hvid dværg. I dette scenarie samler den hvide dværg stof fra en ledsagerstjerne, indtil den når en kritisk masse, hvilket fører til en termonuklear eksplosion.

De nye observationer understøtter dette scenarie. Holdet opdagede UV-blinket lige før supernovaeksplosionen, hvilket tyder på, at blinket kan være tændingssignalet, der udløser den termonukleare flugt. Blitzen menes at være frembragt ved kollisionen af ​​to subsoniske detonationsfronter i den hvide dværgs kerne.

"Det er første gang, vi har set en så klar og direkte forbindelse mellem en UV-blitz og en Type Ia-supernova," siger Garnavich. "Dette tyder på, at UV-flashen er den længe eftertragtede rygende pistol, der udløser disse eksplosioner."

Holdet brugte data fra Large Synoptic Survey Telescope (LSST) og Zwicky Transient Facility til at observere UV-flashen. LSST er et bredfelt undersøgelsesteleskop, og Zwicky Transient Facility er et hurtigreaktionsteleskop designet til at følge op på forbigående hændelser.

Forskerne siger, at de nye observationer giver vigtige spor om fysikken i Type Ia-supernovaer og vil hjælpe med at forbedre modeller af disse eksplosioner. Dette vil føre til bedre målinger af afstande til galakser og en bedre forståelse af oprindelsen af ​​de tunge grundstoffer i universet.

"Disse observationer er et stort gennembrud i vores forståelse af Type Ia supernovaer," siger Soderberg. "Vi begynder endelig at samle puslespillet om, hvordan disse eksplosioner fungerer."