Supernovae vom Typ Ia, einige der heftigsten und leuchtendsten Explosionen im Universum, sind für Astronomen zu einem praktischen Werkzeug geworden, um die Größe und Ausdehnung des Universums selbst zu messen. Neue Forschungsergebnisse, die auf dem Treffen der American Astronomical Society in dieser Woche vorgestellt wurden, weisen auf die erhöhte Wahrscheinlichkeit hin, dass die Verschmelzung der Sterne, die diese Explosionen verursachen, weiße Zwerge, wahrscheinlicher ist als bisher angenommen und die Eigenschaften einiger Supernovae vom Typ Ia erklären könnte, die merkwürdig sind weniger leuchtend als erwartet.
Forschungen von Rüdiger Pakmor et al. vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, Deutschland, simulierte die Fusion zweier weißer Zwerge in einem binären System und zeigte, dass diese Simulationen zuvor beobachtete Supernovae mit merkwürdigen Eigenschaften, insbesondere denen von 1991bg, übereinstimmen. Diese Supernova und andere, die seitdem beobachtet wurden, waren merkwürdigerweise weniger leuchtend als erwartet, wenn es sich um Supernovae vom Typ Ia handelte.
Supernovae vom Typ Ia treten auf, wenn sich zwei Sterne in einem binären System umkreisen. In einem Szenario wird einer der Sterne zu einem weißen Zwerg, einem kleinen, aber sehr, sehr dichten Stern, und stiehlt dem anderen Materie, wobei er sich über die Chandrasekhar-Grenze - das 1,4-fache der Sonnenmasse - hinausbewegt und eine thermonukleare Explosion durchmacht.
Eine weitere Ursache für diese Arten von Supernovae könnte die Verschmelzung beider Sterne im System sein. In dem von diesen Forschern analysierten Szenario waren beide Sterne weiße Zwerge von Massen direkt unter denen der Sonne: .83-0.9 Sonnenmassen.
Die Forscher zeigten, dass sich die beiden weißen Zwerge nähern, wenn das System durch die Emission von Gravitationswellen Energie verliert. Während sie verschmelzen, stürzt ein Teil des Materials in einem der Sterne in den anderen und erwärmt den Kohlenstoff und den Sauerstoff, wodurch eine thermonukleare Explosion entsteht, die bei Supernovae vom Typ Ia zu beobachten ist.
Hier können Sie eine Animation der simulierten Fusion mit freundlicher Genehmigung der Supernova-Forschungsgruppe des Max-Planck-Instituts ansehen.
Beobachtungen von Supernovae wie 1991bg zeigen, dass sie eine geringere Menge Nickel 56, etwa 0,1 Sonnenmassen, verbrennen als normale Supernovae vom Typ Ia, die typischerweise 0,4-0,9 Sonnenmassen Nickel verbrennen. Dies macht sie weniger leuchtend, da der Strahlungsabfall des Nickels eines der Phänomene ist, die der Leuchtdarstellung von Supernovae vom Typ Ia ihren Durchschlag verleihen.
„Mit unseren detaillierten Explosionssimulationen konnten wir Observable vorhersagen, die tatsächlich den tatsächlichen Beobachtungen von Supernovae vom Typ Ia sehr nahe kommen“, sagte Friedrich Röpke, Mitautor des Papiers.
Ihre Simulationen zeigen, dass beim Verschmelzen der beiden weißen Zwerge die Dichte des Systems geringer ist als bei typischen Supernovae vom Typ Ia und somit weniger Nickel produziert wird. Die Forscher stellen in ihrer Arbeit fest, dass diese Arten von Fusionen von Weißen Zwergen zwischen 2 und 11 Prozent der beobachteten Supernovae vom Typ Ia ausmachen könnten.
Das Verständnis der Mechanismen, die diese fantastischen Explosionen erzeugen, ist ein notwendiger Schritt, um sowohl das Ausmaß unseres Universums und seine Expansion als auch die Vielfalt der Supernovae vom Typ Ia selbst in den Griff zu bekommen.
Wenn Sie mehr über ihre Forschung und die Details ihrer Computermodellierung erfahren möchten, finden Sie das Papier hier auf Arxiv. Ihre Ergebnisse werden auch in der Ausgabe vom 7. Januar 2010 von veröffentlicht Natur.
Quelle: AAS-Pressemitteilung, Arxiv-Papier
