Tyypin 1a supernovoja käytetään mittaamaan etäisyyttä maailmankaikkeudessa, koska ne räjähtävät samalla kirkkaudella räjähtäen, kun valkoinen kääpiötähti kuluttaa tietyn määrän materiaalia binaarisesta seuralaisesta. Uusi tutkimus osoittaa, että tyypin 1a supernoova-räjähdykset alkavat kömpelöinä ja epätasaisinä, mutta toinen, pallomainen räjähdys ohittaa ensimmäisen muodostaen tasaisen jäännöksen. Tämä asettaa epävarmuuden rajat etäisyysmittauksissa, joissa käytetään tyypin 1a supernoovia.
Tähtitieteilijät ovat ilmoittaneet merkittävistä uusista havainnoista, jotka valaisevat vuosikymmenen mittaista keskustelua yhden tyyppisistä supernovista, räjähdyksistä, jotka merkitsevät tähden lopullista kuolemaa: kuoleeko tähti hitaassa palaessa vai nopeasti räjähtäessä? Tutkijoiden havaintojen perusteella tutkijat toteavat, että räjähdyksen aiheuttamassa aineessa on huomattava kehämäinen epäsymmetria, mutta se on lähes pallomainen sisustus, mikä todennäköisesti viittaa siihen, että räjähdys etenee lopulta yliäänen nopeudella.
Tuloksista kertovat tänään Science Express -sivustotutkimuslehden Science-versiossa Lifan Wang, Texas A&M University (USA), ja kollegat Dietrich Baade ja Ferdinando Patat ESO: sta.
"Tuloksemme viittaavat vahvasti kaksivaiheiseen räjähdysprosessiin tämän tyyppisessä supernovassa", Wang kommentoi. "Tämä on tärkeä havainto, jolla voi olla vaikutuksia kosmologiaan."
Käyttämällä havaintoja 17 supernoovasta yli 10 vuoden aikana ESO: n erittäin suurella teleskoopilla ja McDonaldin observatorion Otto Struven teleskoopilla, päätäjät päättelivät tyypin Ia supernoovista heitetyn roskipilven muodon ja rakenteen. Tällaisten supernovien uskotaan olevan seurausta pienen ja tiheän tähden - valkoisen kääpiön - räjähdyksestä binaarijärjestelmässä. Kun seuralainen vuotaa jatkuvasti ainetta valkoiseen kääpiöön, valkoinen kääpiö saavuttaa kriittisen massan, mikä johtaa kohtalokkaaseen epävakauteen ja supernoovaan. Mutta mikä synnyttää alkuperäisen räjähdyksen ja kuinka räjähdys kulkee tähden läpi, on kauan ollut hankala kysymys.
Wangin ja hänen kollegoidensa havaitsema supernoova esiintyi kaukaisissa galakseissa, eikä valtavien kosmisten etäisyyksien vuoksi niitä voitu tutkia yksityiskohtaisesti käyttämällä tavanomaisia kuvantamistekniikoita, mukaan lukien interferometria. Sen sijaan joukkue määritteli räjähtävien kokonien muodon kirjaamalla kuolleiden tähtien valon polarisaation.
Polarimetria perustuu siihen, että valo koostuu sähkömagneettisista aalloista, jotka värähtelevät tiettyihin suuntiin. Valon heijastus tai sironta suosii tiettyjä sähkö- ja magneettikentän suuntauksia toisiin nähden. Siksi polarisoivat aurinkolasit voivat suodattaa lammen heijastaman auringonvalon kimallan. Kun valo leviää supernoovan laajentuvan roskan läpi, se säilyttää informaation sirontakerrosten suunnasta. Jos supernova on pallomaisesti symmetrinen, kaikki orientaatiot ovat läsnä tasa-arvoisesti ja keskimäärin ulos, joten ei ole nettopolarisaatiota. Jos kaasukotelo ei kuitenkaan ole pyöreä, valoon tulee pieni nettopolarisaatio.
"Tämä tutkimus oli mahdollinen, koska polarimetria saattoi paljastua koko voimansa erittäin suuren teleskoopin valoa keräävän voiman ja FORS-instrumentin erittäin tarkan kalibroinnin ansiosta", sanoo Dietrich Baade.
"Tutkimuksemme paljastaa, että tyypin Ia supernovien räjähdykset ovat todella kolmiulotteisia ilmiöitä", hän lisää. "Räjähdyspilven ulommat alueet ovat epäsymmetrisiä, ja" materiaaleista "löytyy erilaisia materiaaleja, kun taas sisäalueet ovat sileät."
Tutkimusryhmä havaitsi tämän epäsymmetrian ensimmäisen kerran vuonna 2003 osana samaa havaintokampanjaa (ESO PR 23/03 ja ESO PR Photo 26/05). Uudet, laajemmat tulokset osoittavat, että polarisaatioaste ja siten asfäärisyys korreloivat räjähdyksen luontaisella kirkkaudella. Mitä kirkkaampi supernova, sitä tasaisempi tai vähemmän kokkainen se on.
"Tällä on jonkin verran vaikutusta tyypin Ia supernovien käyttöön tavallisina kynttilöinä", Ferdinando Patat sanoo. "Tällaista supernovaa käytetään mittaamaan maailmankaikkeuden laajenemisen kiihtyvyysastetta, olettaen että nämä esineet käyttäytyvät yhdenmukaisesti. Mutta epäsymmetriat voivat tuoda dispersioita havaittuihin määriin. "
"Löytömme asettaa voimakkaita rajoituksia onnistuneille lämpöydin supernoova-räjähdysten malleille", lisää Wang.
Mallit ovat viitanneet siihen, että kämppäisyys johtuu hitaasta palamisprosessista, jota kutsutaan 'deflagraatioksi', ja jättää tuhkan epäsäännöllisen jäljen. Räjähtävän tähden sisäalueiden sileys merkitsee sitä, että deflagraatio antaa tietyssä vaiheessa väkivaltaisemman prosessin, 'räjähdyksen', joka kulkee yliäänenopeudella - niin nopeasti, että se poistaa kaikki asymmetriat vasemmassa tuhkassa takana ensimmäisen vaiheen hitaampi palaminen, mikä johtaa tasaisempaan, homogeenisempaan jäännökseen.
Alkuperäinen lähde: ESO-lehdistötiedote
