Astronomer simulerer, hvordan hvide dværgstjerner smelter sammen og bliver til en supernova

Astronomer fra University of Warwick har i samarbejde med University of Leicester udført simuleringer af sammensmeltningen af ​​to hvide dværgstjerner under forskellige forhold. Deres resultater, offentliggjort i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, hjælper os med at forstå de sjældne, men magtfulde begivenheder kendt som Type Ia supernovaer.

Hvide dværge er resterne af stjerner med lav til mellemmasse, der har brændt deres brændstof. I binære systemer kan to hvide dværge kredse om hinanden og under de rette forhold smelte sammen og danne en mere massiv hvid dværg. Hvis denne fusionerede hvide dværg overstiger en kritisk masse, vil den gennemgå en termonuklear eksplosion kendt som en Type Ia supernova.

Type Ia-supernovaer spiller en vigtig rolle inden for mange områder af astrofysikken, lige fra forståelse af universets kemiske udvikling til måling af afstande til galakser. De nøjagtige detaljer om, hvordan hvide dværge smelter sammen og eksploderer, er dog stadig ikke fuldt ud forstået.

For at få mere indsigt i denne proces udførte forskerholdet en række simuleringer ved hjælp af den udglattede partikelhydrodynamik (SPH) kode, Nyx, udviklet af University of Leicester. Forskerne simulerede forskellige begyndelsesforhold, herunder masserne af de hvide dværge, deres indledende adskillelse og deres rotationshastigheder.

De fandt, at det mest almindelige resultat af fusionen er en termonuklear eksplosion, hvis den samlede masse af systemet er over en kritisk grænse, som er afhængig af den anvendte tilstandsligning. Simuleringerne viste også, at rotationen af ​​de hvide dværge kan påvirke resultatet af fusionen betydeligt, hvilket fører til dannelsen af ​​et sort hul i stedet for en supernova, hvis rotationen er meget hurtig.

Disse simuleringer giver værdifuld information til at forstå de betingelser, der er nødvendige for, at Type Ia-supernovaer kan opstå. Derudover planlægger forskerne opfølgende simuleringer for at undersøge andre aspekter af den binære hvide dværg-fusionsproces, herunder magnetfelternes rolle og virkningen af ​​yderligere fysiske effekter, såsom neutrino-emission, for fuldt ud at forstå disse kraftfulde begivenheder.