Вчені виявили нові типи вибухів білих карликів, що допоможе розгадати темну енергію

Астрономи зробили важливий крок у розумінні природи темної енергії завдяки масштабному дослідженню вибухів білих карликів. Спостереження, проведені за допомогою телескопа Zwicky Transient Facility (ZTF) з березня 2018 по грудень 2020 року, дозволили вченим проаналізувати 3628 вибухів цих померлих зір, що в кілька разів перевищує попередні подібні вибірки.

Керівниця дослідження Кейт Магуайр з Trinity College Dublin зазначає, що різноманітність способів вибуху білих карликів виявилася значно більшою, ніж очікувалося раніше. Яскравість цих космічних подій варіюється від ледь помітних спалахів до вибухів, які можна спостерігати протягом багатьох місяців або років.

Білі карлики утворюються, коли зорі, подібні до нашого Сонця, вичерпують запаси водню у своїх ядрах. Припинення термоядерного синтезу призводить до колапсу ядра зорі та скидання зовнішніх шарів. Приблизно половина таких зір існує в подвійних системах, що створює умови для різноманітних вибухових процесів.

Дослідники виявили, що наднові типу Ia можуть виникати різними шляхами. Один із них — злиття двох білих карликів у подвійній системі. Інший механізм пов'язаний з поглинанням білим карликом речовини від зорі-компаньйона, доки його маса не перевищить межу Чандрасекара (1,4 маси Сонця), що призводить до вибуху. У рідкісних випадках білий карлик може вижити після такого вибуху, перетворюючись на так звану «зорю-зомбі».

Особливе значення цього дослідження полягає в тому, що наднові типу Ia використовуються як «стандартні свічки» для вимірювання космічних відстаней. Саме завдяки спостереженням за такими надновими в 1998 році було відкрито темну енергію — загадкову силу, що змушує Всесвіт розширюватися з прискоренням.

Міккаель Ріго, керівник робочої групи з космології ZTF в Інституті двох нескінченностей у Ліоні, підкреслює унікальність отриманої вибірки даних. За його словами, протягом п'яти років тридцять експертів з усього світу збирали та аналізували ці дані. Тепер ця інформація стає доступною для всієї наукової спільноти, що може призвести до нових відкриттів у галузі космології надновових.

Розуміння різноманітності вибухів білих карликів та умов, у яких вони відбуваються, допоможе вченим точніше визначити, які саме наднові найкраще підходять для космологічних вимірювань. Це, у свою чергу, може наблизити нас до розгадки природи темної енергії — однієї з найбільших загадок сучасної фізики, що залишається невирішеною вже понад 26 років.