Вчені виявили, що зоряний пил може утворюватися внаслідок вибухів наднових типу Іa. Це означає, що його породжують білі карлики, які взаємодіють зі звичайними зорями. Дослідження мають велике значення для розуміння еволюції галактик.
Наднові типу Іa
Міжнародна команда астрономів виявила, що зоряний пил може утворюватися внаслідок космічного вибуху, який відбувається, коли білий карлик забирає матеріал у зорі-супутника, а потім взаємодіє з газом із його безпосереднього оточення. Ці події називаються надновими типу Іa, й астрономи часто називають їх «стандартними свічками», оскільки потужність їхнього випромінювання лежить у вузьких межах, що дозволяє їх використовувати для вимірювання космічних відстаней.
«Утворення космічного пилу має вирішальне значення в астрономії, — пояснює член команди і астроном Техаського університету A&M Ліфан Ванг (Lifan Wang) у своїй заяві. — Він пов’язаний буквально з усіма явищами космосу. Розуміння процесу його формування є однією з ключових цілей багатьох сучасних астрономічних місій».
Це не перший випадок, коли наднові пов’язують із утворенням космічного пилу, але попередні спостереження стосувалися наднових, що утворюються внаслідок зоряного колапсу. Це відбувається, коли масивна зоря вичерпує запас палива, необхідний для внутрішніх процесів термоядерного синтезу. Результатом є колапс ядра світила, що народжує чорну діру або нейтронну зорю, тоді як зовнішні шари розлітаються під час вибуху. Однак наднові з колапсом ядра не виникають в еліптичних галактиках, що нагадують гігантські рої зірок, а не впорядковані спіралі на кшталт Чумацького Шляху. Таким чином, астрономи намагалися пояснити, звідки саме береться пил в еліптичних галактиках.
Тепер Ванг і його колеги знайшли відповідь: цей пил може походити від «білих карликів-вампірів», які харчувалися матеріалом свого компаньона, перш ніж породити термоядерний вибух. «Всі форми життя у Всесвіті — це космічний пил, викуваний в процесах, пов’язаних із зоряною еволюцією, — сказав астроном. — Наша робота надає чіткі докази конденсації величезної кількості частинок пилу після вибуху білої карликової зірки».
Про білі карлики та подвійні зірки
Білі карлики — це щільні об’єкти, що народжуються, коли у відносно невеликих зір закінчується «паливо», необхідне для термоядерного синтезу, і їхні ядра колапсують. Однак цим крихітним об’єктам бракує маси, необхідної для повного колапсу, який би призвів до утворення чорної діри або нейтронної зорі. Замість цього вони утворюють білі карлики.
Наше Сонце пройде крізь цей процес, коли вичерпає запаси водню в своєму ядрі приблизно за 5 млрд років. Але воно помре самотньою смертю як остигаючий білий карлик, у той час як деякі інші об’єкти існують у подвійних системах із зорями-компаньйонами, які вони можуть використовувати, аби повернутися до життя.
Якщо ці зорі перебувають досить близько одна до одної, білий карлик може «вкрасти» речовину з зовнішніх шарів свого зоряного компаньйона. Ця речовина спочатку формує диск навколо карлика, а звідти проникає на його поверхню. Згодом вона накопичується, збільшуючи масу карлика понад так звану межу Чандрасекхара, що дорівнює 1,4 маси Сонця і є межею маси, при якій зоря здатна стати надновою. Все це в кінцевому підсумку призводить до термоядерного вибуху, що називається надновою типу Іa.
Нові дослідження астрономів
З метою визначити, чи можуть наднові типу Іa пояснити космічний пил, Ванг і його колеги спостерігали за надновою SN 2018evt понад три роки, використовуючи комбінацію різних інструментів — таких, як космічні телескопи Spitzer і WISE (NASA), а також кілька наземних обсерваторій.
Вони виявили, що наднова зіткнулася з матеріалом, викинутим зірками у подвійній системі, та побачили, як білий карлик «харчувався» своїм компаньйоном до того, як той розділив із ним термоядерну долю. Це зіткнення, за спостереженнями команди, посилає ударні хвилі крізь газ, що розлітається, у той час як у самому газі утворюється пил, коли він охолоджується після того, як ці хвилі пройшли.
З цього дослідження випливає, що наднові типу Іa не настільки ефективно виробляють газ, як їхні аналоги з колапсом ядра. Цей недолік може бути компенсований тим фактом, що вони взаємодіють з навколишнім середовищем так ефективно, що можуть бути значним або навіть домінуючим, джерелом пилу в еліптичних галактиках. Відкриття команди показують, що білі карлики також можуть відігравати важливу роль у безперервному циклі утворення та руйнування зірок, як і у процесах, що призводять до виникнення планет, а іноді й життя, яким ми його знаємо.
За матеріалами: www.space.com
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
