Opprinnelsen til supersoniske stjerner i Melkeveien oppdaget

Technion Institute of Technology (Israel) har nettopp annonsert oppdagelsen av opprinnelsen til noen av de raskeste stjernene som noensinne er observert – supersoniske hvite dverger, noen til og med plassert i vår egen Melkeveisgalakse.

Hvite dverger er ekstremt varme og tette kjerner, omtrent på størrelse med jorden, som blir igjen etter at en stjerne begynner å dø. Når disse hvite dvergene beveger seg i ekstremt høye hastigheter gjennom rommet, kalles de «hypersoniske hvite dverger». Hva som får dem til å nå slike hastigheter var et mysterium før denne siste forskningen.

Ledet av Dr. Hila Glanz fra Technion utførte det internasjonale teamet 3D-simuleringer av sammensmeltingen av to sjeldne hvite dverger – de som inneholder helium, karbon og oksygen (HeCO₂WD-er). Ved hjelp av hydrodynamiske modeller simulerte forskerne samspillet mellom subatomære partikler og mørk materie – komponenten som utgjør omtrent 86 % av universets masse.

Disse simuleringene viser at når to HeCO-hvite dverger kolliderer, oppstår en kraftig eksplosjon, som fører til at den mindre stjernen blir kastet ut med en hastighet som er høy nok til å unnslippe Melkeveiens gravitasjonskraft.

Mer spesifikt deformeres den lille hvite dvergen når den nærmer seg den større stjernen, kolliderer deretter og eksploderer det ytre skallet til den større stjernen, etterfulgt av en eksplosjon i kjernen. Denne prosessen forvandler den hvite hoveddvergen til en type Ia-supernova, samtidig som den kaster ut kjernen til sekundærstjernen med en hastighet på mer enn 2000 km/s – fire ganger raskere enn hastigheten som trengs for å unnslippe Melkeveien.

«For første gang demonstrerer vi en klar vei for hvordan en rest av en fusjon med hvite dverger kan nå hypersoniske hastigheter, med egenskaper som samsvarer med de varme, svake hvite dvergene observert i den galaktiske haloen», understreket dr. Glanz.

Oppdagelsen bidrar ikke bare til å avkode fenomenet «rømmestjerner» – stjerner som er raske nok til å unnslippe galaksen, men åpner også for nye perspektiver på uvanlige supernovaer av type Ia, som er svakere enn standard lysstyrke.

Fordi type Ia-supernovaer brukes som «kosmiske fyrtårn» for å måle universets avstand og ekspansjonshastighet, vil en bedre forståelse av variasjonene i dette fenomenet hjelpe forskere med å beregne mer presist om universet og elementenes dannelseshistorie.

Fenomenet «rødforskyvning» – når lysets bølgelengde strekkes fordi objektet som sender ut lyset beveger seg bort – er et viktig verktøy for å måle universets ekspansjonshastighet, og type Ia-supernovaer er standard måleverktøy for dette.

Medforfatter professor Hagai Perets sa: «Denne oppdagelsen bidrar ikke bare til å forklare opprinnelsen til supersoniske stjerner, men åpner også døren for å observere tidligere ukjente typer stjerneeksplosjoner.»

I motsetning til tidligere studier som kun brukte 2D-simuleringer, er dette første gang en 3D-modell har blitt brukt til å spore hele prosessen med stjernesammenslåing og -utstøting. Dette lar teamet beskrive prosessen med å skape supersoniske hvite dverger mer nøyaktig, spesielt kjente stjerner som J0546 og J0927 – som har uvanlige temperaturer, lysstyrke og hastigheter.

Dr. Glanz hevder at denne forskningen ikke bare løser mysteriet med «rømmende» stjerner, men også åpner en ny kanal for dannelsen av svake og uvanlige type Ia-supernovaer.

Forskningsresultatene ble publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nature Astronomy.

(TTXVN/Vietnam+)

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