Зроблено вирішальний крок у розумінні природи наднових Ia типу. Дослідження, проведені провідним науковим співробітником Інституту космічних досліджень РАН Маратом Гільфановим і аспірантом Акошом Богданом, співробітником Інституту астрофізики Товариства ім. Макса Планка (Німеччина), показали, що найбільш імовірною причиною вибухів наднових цього типу служать злиття двох білих карликів - залишків «померлих» зірок. Цей висновок виключно важливий для космології, оскільки саме за такими надновими визначають темп розширення Всесвіту.
Дослідження базувалося на даних, отриманих за допомогою орбітальної рентгенівської обсерваторії «Chandra» (НАСА). Його результати були представлені на прес-конференції НАСА 17 лютого і опубліковані в черговому випуску журналу «Nature», що вийшов 18 лютого 2010 р. Спалахи наднових типу Ia астрономи називають «стандартними свічками». Таку назву вони отримали, оскільки їх світність практично однакова, і спостережувана яскравість таких наднових залежить тільки від відстані до спостерігача. Крім того, вони надзвичайно яскраві, завдяки чому їх можна виявляти на великих відстанях, порівнянних з розміром спостережуваної частини Всесвіту. Знаходячи подібні наднові і вимірюючи їх червоні зміщення і відстані до них, можна визначати швидкість розширення Всесвіту в різні моменти часу в минулому. На підставі таких вимірювань у 1998 р. було зроблено висновок про існування темної енергії.
Однак до теперішнього моменту механізм таких спалахів залишався до кінця неясним. Практично не викликає сумнівів, що наднова типу Ia - це результат термоядерного вибуху білого карлика - залишку «померлої» зірки, в якій припинилися ядерні реакції. Його розмір приблизно в 50 - 100 разів менший за розмір Сонця, а щільність у мільйон разів більша. Найбільш вірогідна причина вибуху - перевищення критичної межі маси, так званої межі Чандрасекхара, приблизно рівного 1,4 маси Сонця. Але про те, як саме відбувається накопичення речовини, що призводить до вибуху, вчені сперечаються вже протягом двадцяти років. Розглядалися два сценарії. Згідно з першим, білий карлик у подвійній системі зі звичайною зіркою поступово «перетягує» на себе речовину свого компаньйона (цей процес називається аккрецією, а сценарій - акреційним). У другому сценарії вибух викликаний злиттям двох білих карликів, що входять в одну подвійну систем
у. Ідея, яку висловив і перевірив Марат Гільфанов разом зі своїм аспірантом Акошем Богданом, полягала в тому, що ці два сценарії можна розрізнити за передбачуваною ними рентгенівської світності. Вчені перевірили свою гіпотезу на прикладі п'яти еліптичних галактик і спіральної галактики Туманність Андромеди (М31). Для дослідження використовувалися дані орбітальної рентгенівської обсерваторії «Chandra» (НАСА), а також космічного інфрачервоного телескопа «Spitzer» (НАСА) і огляду неба в ІК-діапазоні 2MASS.Оздавалося
, що спостережувана рентгенівська світність еліптичних галактик в 30 - 50 разів менше, ніж передбачається акреційним сценарієм. Тому частка наднових, що вибухають після досягнення білим карликом критичної межі маси в результаті аккреції в подвійній системі, не перевищує декількох відсотків, а найбільш вірогідним джерелом спалахів наднових типу Ia стає сценарій білих карликів, що зливаються
.
Раніше більшість астрономів вважала більш імовірним аккреційний сценарій, не в останню чергу тому, що систем, що складаються з двох білих карликів, відомо не так багато. Втім, причиною цього може бути не їх мала кількість, а той факт, що їх складно спостерігати навіть через найдосконаліші телескопи: адже білі карлики майже не випромінюють електромагнітні хвилі. Тож результат проведеного дослідження виявився несподіваним, і виникла низка нових питань.
Дослідження Марата Гільфанова і Акоша Богдана стосувалося в першу чергу еліптичних галактик - тобто галактик зі старим зоряним населенням. У більш молодих спіральних галактиках, де досі може тривати інтенсивне зореутворення, ситуація може відрізнятися, що вимагає подальших досліджень «
.Стандартність» спалахів природна в акреційному сценарії, так як білі карлики вибухають при одній і тій же масі, рівній критичній. Сценарій білих карликів, які зливаються, пророкує розкид мас і, отже, розкид параметрів спалахів наднових, що, втім, і спостерігається. Картина ще більш ускладниться, якщо в галактиках різних типів вклади різних сценаріїв різні. Це необхідно враховувати при проведенні високоточних космологічних вимірювань з використанням наднових типу Ia, які є одним з головних завдань ряду великих астрономічних проектів наступаючого десятиліття
.
На фото: Складове зображення галактики М31 (Туманності Андромеди). Різними кольорами показано зображення, отримані на різних довжинах хвиль. Жовтий колір - зображення в рентгенівському діапазоні (дані орбітальної рентгенівської обсерваторії «Chandra»), блакитний - в оптичному (огляд DSS), червоний - в інфрачервоному (дані космічного телескопа «Spitzer»). На вставці окремо показано зображення, отримане «Chandra». Воно покриває тільки центральну частину галактики. © X-ray: NASA/CXC/MPA/M.Gilfanov & A.Bogdan; Infrared: NASA/JPL-Caltech/SSC; Optical: DSS