Ανακαλύφθηκε η προέλευση των υπερηχητικών αστεριών στον Γαλαξία μας

Αυτές οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι όταν δύο λευκοί νάνοι HeCO συγκρούονται, συμβαίνει μια ισχυρή έκρηξη, προκαλώντας την εκτόξευση του μικρότερου άστρου με ταχύτητα αρκετά υψηλή ώστε να ξεφύγει από την βαρυτική έλξη του Γαλαξία μας.

Το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Technion (Ισραήλ) μόλις ανακοίνωσε την ανακάλυψη της προέλευσης μερικών από τα ταχύτερα αστέρια που έχουν παρατηρηθεί ποτέ - υπερηχητικούς λευκούς νάνους, μερικοί από τους οποίους βρίσκονται ακόμη και στον δικό μας Γαλαξία.

Οι λευκοί νάνοι είναι εξαιρετικά θερμοί, πυκνοί πυρήνες, περίπου στο μέγεθος της Γης, που απομένουν αφού ένα αστέρι αρχίσει να σβήνει. Όταν αυτοί οι λευκοί νάνοι ταξιδεύουν με απίστευτα υψηλές ταχύτητες στο διάστημα, ονομάζονται «υπερηχητικοί λευκοί νάνοι». Οι λόγοι για τους οποίους φτάνουν σε τέτοιες ταχύτητες ήταν ένα μυστήριο πριν από τη διεξαγωγή αυτής της τελευταίας έρευνας.

Με επικεφαλής τη Δρ. Hila Glanz από το Technion, η διεθνής ομάδα πραγματοποίησε τρισδιάστατες προσομοιώσεις της συγχώνευσης δύο σπάνιων λευκών νάνων – αυτών που περιέχουν ήλιο, άνθρακα και οξυγόνο (HeCO3 WDs). Χρησιμοποιώντας υδροδυναμικά μοντέλα, οι επιστήμονες προσομοίωσαν τις αλληλεπιδράσεις υποατομικών σωματιδίων και σκοτεινής ύλης – του συστατικού που αποτελεί περίπου το 86% της μάζας του σύμπαντος.

Αυτές οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι όταν δύο λευκοί νάνοι αστέρες HeCO συγκρούονται, συμβαίνει μια σειρά από ισχυρές εκρήξεις, στέλνοντας το μικρότερο αστέρι να εκτοξευθεί με ταχύτητα αρκετά υψηλή ώστε να ξεφύγει από την βαρυτική έλξη του Γαλαξία μας.

Συγκεκριμένα, ο μικρός λευκός νάνος παραμορφώνεται καθώς πλησιάζει το μεγαλύτερο αστέρι και στη συνέχεια συγκρούεται, προκαλώντας την έκρηξη του εξωτερικού κελύφους του μεγαλύτερου άστρου, ακολουθούμενη από μια έκρηξη στον πυρήνα. Αυτή η διαδικασία μετατρέπει τον κύριο λευκό νάνο σε σουπερνόβα τύπου Ia, ενώ ταυτόχρονα εκτινάσσει τον πυρήνα του μικρότερου άστρου με ταχύτητες που υπερβαίνουν τα 2.000 χλμ./δευτερόλεπτο - τέσσερις φορές πιο γρήγορα από την ταχύτητα που απαιτείται για να ξεφύγει ο Γαλαξίας.

«Για πρώτη φορά, επιδεικνύουμε μια σαφή πορεία για ένα υπόλειμμα συγχώνευσης λευκού νάνου να φτάσει σε υπερηχητικές ταχύτητες, με χαρακτηριστικά που ταιριάζουν με εκείνα των θερμών, αμυδρών λευκών νάνων που παρατηρούνται στο γαλαξιακό φωτοστέφανο», τόνισε ο Δρ. Γκλάνζ.

Η ανακάλυψη όχι μόνο βοηθά στην αποκωδικοποίηση του φαινομένου των «αστέρων-δραπετών» - άστρων που κινούνται αρκετά γρήγορα ώστε να ξεφύγουν από τον γαλαξία, αλλά ανοίγει επίσης νέες προοπτικές για τους ασυνήθιστους υπερκαινοφανείς τύπου Ia, οι οποίοι έχουν χαμηλότερη φωτεινότητα από την τυπική.

Επειδή οι σουπερνόβα τύπου Ia χρησιμοποιούνται ως «κοσμικοί φάροι» για τη μέτρηση της απόστασης και του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος, η καλύτερη κατανόηση των διακυμάνσεων σε αυτό το φαινόμενο θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κάνουν υπολογισμούς με μεγαλύτερη ακρίβεια για το σύμπαν και το ιστορικό σχηματισμού των στοιχείων.

Το φαινόμενο της «μετατόπισης προς το ερυθρό» - όταν το μήκος κύματος του φωτός τεντώνεται επειδή το αντικείμενο που εκπέμπει το φως απομακρύνεται - είναι ένα σημαντικό εργαλείο για τη μέτρηση του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος, και οι σουπερνόβα τύπου Ia είναι το τυπικό εργαλείο μέτρησης για αυτό.

Ο συν-συγγραφέας καθηγητής Χαγκάι Πέρετς δήλωσε: «Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο βοηθά στην εξήγηση της προέλευσης των υπερηχητικών αστέρων, αλλά ανοίγει και την πόρτα στην παρατήρηση προηγουμένως άγνωστων τύπων αστρικών εκρήξεων».

Σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες που χρησιμοποιούσαν μόνο δισδιάστατες προσομοιώσεις, αυτή είναι η πρώτη φορά που εφαρμόζεται ένα τρισδιάστατο μοντέλο για την παρακολούθηση ολόκληρης της διαδικασίας συγχώνευσης και εκτόξευσης αστεριών. Αυτό επιτρέπει στην ερευνητική ομάδα να περιγράψει με μεγαλύτερη ακρίβεια τη διαδικασία δημιουργίας υπερηχητικών λευκών νάνων αστέρων, ιδιαίτερα γνωστών αστέρων όπως τα J0546 και J0927 - τα οποία έχουν ασυνήθιστες θερμοκρασίες, φωτεινότητα και ταχύτητες.

Ο Δρ. Γκλανζ υποστηρίζει ότι αυτή η έρευνα όχι μόνο λύνει το μυστήριο των «φυγάδων» αστεριών, αλλά ανοίγει επίσης ένα νέο κανάλι για τον σχηματισμό αμυδρών και ασυνήθιστων σουπερνόβα τύπου Ia.

Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature Astronomy./.

(TTXVN/Βιετνάμ+)

Πηγή: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-nguon-goc-nhung-ngoi-sao-lao-voi-toc-do-sieu-thanh-trong-dai-ngan-ha-post1059911.vnp