Наблюдения близлежащих эллиптических галактик убедили ученых в том, что взрывы сверхновых типа Iа при слиянии двух белых карликов происходят гораздо чаще, чем считалось ранее и роль сверхновых в определении шкалы расстояния Вселенной может быть пересмотрена.

Сверхновые типа Iа используются в астрофизике в качестве «контрольных точек» при определении расстояний, поскольку все измеренные кривые блеска — зависимости светимости от времени — таких объектов с высокой точностью повторяют друг друга. В 1998 году при наблюдении удаленных сверхновых было зарегистрировано ускорение расширения Вселенной.

Подавляющее большинство специалистов согласны с тем, что вспышки сверхновых типа Iа представляют собой взрывы белых карликов, масса которых превышает предельно допустимую. Причиной этого может стать либо объединение таких звезд, находящихся в двойной системе, либо аккреция — процесс переноса вещества к белому карлику от звезды-компаньона солнечного типа. «Первый вариант — объединение — казался астрофизикам менее вероятным, поскольку мы знаем не так много систем, образованных двумя белыми карликами», — отмечает ведущий автор работы Марат Гильфанов, представляющий Институт астрофизики им. Макса Планка (Германия) и московский Институт космических исследований РАН.

Рассмотренные выше механизмы подготовки взрыва вполне можно отличить друг от друга: при слиянии звезд мощное электромагнитное излучение появляется лишь незадолго до вспышки, тогда как белый карлик, перетягивающий к себе вещество звезды-компаньона, становится источником рентгеновского излучения высочайшей интенсивности еще за 10⁷ лет до катастрофы. Авторы решили воспользоваться этим обстоятельством и попытались оценить вероятность реализации обоих механизмов.

С этой целью они проанализировали архивные данные наблюдений пяти эллиптических галактик (М32, NGC3377, M105, NGC4278 и NGC3585) и балджа галактики М31, выполненных космической рентгеновской обсерваторией «Чандра», телескопом НАСА «Спитцер» и двумя телескопами 2MASS. Результаты ИК-наблюдений «Спитцера» и 2MASS были использованы для оценки общего количества сверхновых типа Iа.

Измеренный поток рентгеновского излучения оказался в 30–50 раз меньше того, который был рассчитан по аккреционному механизму. По словам ученых, «аккреционные» сверхновые должны составлять не более пяти процентов от общего числа вспышек в этих галактиках.

Этот результат прямо связан с возможностью использования сверхновых типа Iа для измерения расстояний: массы белых карликов изменяются в довольно широких пределах, а следовательно, взрывы при их объединении могут давать различные кривые блеска. «Очевидно, этот механизм вспышки нужно исследовать более тщательно», — заключает г-н Гильфанов.

Объединение двух белых карликов, приводящее к взрыву:

Полная версия отчета опубликована в журнале Nature; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам NewScientist и Компьюлента