Ursprunget till supersoniska stjärnor i Vintergatan upptäckt

Technion Institute of Technology (Israel) har just tillkännagivit upptäckten av ursprunget till några av de snabbaste stjärnorna som någonsin observerats – supersoniska vita dvärgar, av vilka vissa till och med finns i vår egen Vintergatan.

Vita dvärgar är extremt heta och täta kärnor, ungefär lika stora som jorden, som finns kvar efter att en stjärna börjar dö. När dessa vita dvärgar rör sig i extremt höga hastigheter genom rymden kallas de "hypersoniska vita dvärgar". Vad som får dem att nå sådana hastigheter var ett mysterium före denna senaste forskning.

Under ledning av Dr. Hila Glanz från Technion utförde det internationella teamet 3D-simuleringar av sammanslagningen av två sällsynta vita dvärgar – de som innehåller helium, kol och syre (HeCO₂WD). Med hjälp av hydrodynamiska modeller simulerade forskarna interaktionerna mellan subatomära partiklar och mörk materia – den komponent som utgör cirka 86 % av universums massa.

Dessa simuleringar visar att när två HeCO3-vita dvärgar kolliderar inträffar en kraftfull explosion, vilket gör att den mindre stjärnan kastas ut med en hastighet som är tillräckligt hög för att undkomma Vintergatans gravitationskraft.

Mer specifikt deformeras den lilla vita dvärgen när den närmar sig den större stjärnan, kolliderar sedan och exploderar det yttre skalet på den större stjärnan, följt av en explosion i kärnan. Denna process förvandlar den vita huvuddvärgen till en typ Ia-supernova, samtidigt som den sekundära stjärnans kärna kastas ut med en hastighet på mer än 2 000 km/s – fyra gånger snabbare än den hastighet som behövs för att lämna Vintergatan.

"För första gången visar vi en tydlig väg för en kvarleva från en vit dvärgfusion att nå hypersoniska hastigheter, med egenskaper som matchar de hos heta, svaga vita dvärgar som observerats i den galaktiska halan", betonade Dr. Glanz.

Upptäckten hjälper inte bara till att avkoda fenomenet "rymande stjärnor" – stjärnor som är tillräckligt snabba för att undkomma galaxen, utan öppnar också upp nya perspektiv på ovanliga supernovor av typ Ia, vilka är svagare än standardljusstyrka.

Eftersom typ Ia-supernovor används som "kosmiska fyrar" för att mäta universums avstånd och expansionshastighet, kommer en bättre förståelse av variationerna i detta fenomen att hjälpa forskare att beräkna mer exakt om universum och elementens bildande historia.

Fenomenet ”rödförskjutning” – när ljusets våglängd sträcks ut på grund av att objektet som avger ljuset rör sig bort – är ett viktigt verktyg för att mäta universums expansionshastighet, och typ Ia-supernovor är standardmätverktyget för detta.

Medförfattaren professor Hagai Perets sa: ”Denna upptäckt hjälper inte bara till att förklara ursprunget till supersoniska stjärnor, utan öppnar också dörren för att observera tidigare okända typer av stjärnexplosioner.”

Till skillnad från tidigare studier som endast använde 2D-simuleringar är detta första gången en 3D-modell har använts för att spåra hela processen för stjärnsammanslagningar och stjärnutstötningar. Detta gör det möjligt för teamet att mer exakt beskriva processen för att skapa supersoniska vita dvärgar, särskilt kända stjärnor som J0546 och J0927 – vilka har ovanliga temperaturer, ljusstyrka och hastigheter.

Dr. Glanz hävdar att denna forskning inte bara löser mysteriet med "skrimande" stjärnor, utan också öppnar en ny kanal för bildandet av svaga och ovanliga typ Ia-supernovor.

Forskningsresultaten publicerades i den vetenskapliga tidskriften Nature Astronomy.

(TTXVN/Vietnam+)

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