small pl CAMK logo

Zawartość wpisu

Data utworzena: ,   Data archiwum:

Cztery gwiazdy na drodze do stania się supernową typu Ia

Międzynarodowy zespół astronomów, wsród nich Rodolfo Smiljanic z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika w Warszawie, zidentyfikował gwiezdny system poczwórny (HD 74438), który wydaje się ewoluować w sposób prowadzący do powstania supernowej typu Ia. Uważa się, że tego typu supernowe powstają w wyniku termojądrowej eksplozji białego karła w układzie podwójnym.Jednak nadal istnieje wiele niewiadomych dotyczących supernowych typu Ia. 

Natura układu progenitorów (czy jest zbudowany z dwóch białych karłów czy białego karła plus olbrzym) i dokładne szczegóły tego, jak przebiega wybuch są nadal przedmiotem dyskusji. Niemniej jednak te supernowe są bardzo ważne w astrofizyce, ponieważ są używane jako świece standardowe do ustalenia skali odległości we Wszechświecie. Ponadto supernowe typu Ia są ważnymi źródłami pochodzenia pierwiastków chemicznych z grupy żelaza w układzie okresowym.

W 2017 roku odkryto, że obiekt HD 74438 jest spektroskopowym układem poczwórnym. Odkrycia dokonano przy użyciu danych z przeglądu Gaia-ESO Survey. Kolejne dalsze obserwacje spektroskopowe HD 74438 były uzyskane za pomocą spektrografów o wysokiej rozdzielczości Uniwersytetu Canterbury w Obserwatorium Mount John w Nowej Zelandii oraz Teleskopu SALT w Południowej Afryce. Te obserwacje pozwoliły zespołowi ustalić, że układ ma cztery składniki związane grawitacyjnie w konfiguracji 2+2. Jeden układ podwójny, z krótkim okresem 4 dni, krąży wokół drugiego układu podwójnego z krótkim okresem 21 dni. Obiekt HD 74438 jest członkiem gromady otwartej IC 2391, co czyni go najmłodszym (43 miliony lat) dotychczas odkrytym spektroskopowym układem poczwórnym. Jest również jednym z układów poczwórnych o najkrótszym okresie obiegu zewnętrznego (dwa binarne systemy krążą wokół siebie z okresem 6 lat).

Analiza wykazała, że ​​ten poczwórny system podlega dynamicznym efektom w długich skalach czasowych w porównaniu z okresami orbitalnymi. Rzeczywiście, jeden z wewnętrznych układów podwójnych powinien już ulec ukołowieniu orbity ale wciąż orbita jest ekscentryczna. Wyjaśnia to się przez wpływ grawitacyjny odległego towarzysza podwójnego, który może napędzać ekscentryczność drugiego systemu. Najnowsze symulacje przyszłej ewolucji HD 74438 pokazują, że takie oddziaływanie grawitacyjne może prowadzić do jednej lub wielu kolizji i fuzji prowadzących do powstania białych karłów o masach tuż poniżej granicy Chandrasekhara (1,44 mas Słońca). Jeśli masa przekroczy ten limit, w wyniku transferu masy lub fuzji gwiazd, system może wytworzyć supernową typu Ia. Co ciekawe, obecnie podejrzewa się, że od 70 do 85% wszystkich supernowych typu Ia powstaje w wyniku eksplozji białych karłów, które początkowo miały masy mniejsze od masy Chandrasekhara. Ewolucja gwiazd poczwórnych, takich jak HD 74438 stanowi zatem nowy obiecujący kanał tworzenia tego typu supernowych.

 

Badania układu HD 74438 są opisane w pracy:

T. Merle, A. S. Hamers, S. Van Eck, A. Jorissen, M. Van der Swaelmen, K.
Pollard, R. Smiljanic, D. Pourbaix, T. Zwitter, G. Traven, G. Gilmore,
S. Randich, A. Gonneau, A. Hourihane , G. Sacco and C. C. Worley

"A spectroscopic quadruple as a possible progenitor of sub-Chandrasekhar
type Ia supernovae", Nature Astronomy
,

 

Tekst: T. Merle (ULB, Belgium) and R. Smiljanic (CAMK)


Ilustracja: Trajektorie w poczwórnym układzie gwiezdnym HD 74438: dwie bliskie pary, mające okresy orbitalne 21 i 4 dni, orbitują wokół siebie z okresem 6 lat. Po pewnym czasie obie pary będą mogły połączyć się w białe karły, dając początek supernowej termojądrowej, jak to jest zilustrowane w prawym dolnym rogu."


Archiwa


Kategorie