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 εκτίναξη 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 και πυκνοί πυρήνες, περίπου στο μέγεθος της Γης, που παραμένουν μετά την έναρξη του θανάτου ενός άστρου. Όταν αυτοί οι λευκοί νάνοι κινούνται με εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες στο διάστημα, ονομάζονται «υπερηχητικοί λευκοί νάνοι». Το τι τους προκαλεί να φτάνουν σε τέτοιες ταχύτητες ήταν ένα μυστήριο πριν από αυτή την τελευταία έρευνα.

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 HeCO συγκρούονται, συμβαίνει μια ισχυρή έκρηξη, προκαλώντας την εκτίναξη του μικρότερου άστρου 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, στη συνέχεια συγκρούεται και εκρήγνυται το εξωτερικό κέλυφος του μεγαλύτερου άστρου, ακολουθούμενο από έκρηξη στον πυρήνα. Αυτή η διαδικασία μετατρέπει τον κύριο λευκό νάνο σε σουπερνόβα τύπου Ia, εκτοξεύοντας ταυτόχρονα τον πυρήνα του δευτερεύοντος άστρου με ταχύτητα άνω των 2.000 km/s - τέσσερις φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα που απαιτείται για να ξεφύγει κανείς από τον Γαλαξία.

«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 συγχωνεύσεων και εκτινάξεων αστεριών. Αυτό επιτρέπει στην ομάδα να περιγράψει με μεγαλύτερη ακρίβεια τη διαδικασία δημιουργίας υπερηχητικών λευκών νάνων, ιδιαίτερα γνωστών αστεριών 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