Nowe odkrycie po raz kolejny komplikuje badanie tempa rozszerzania wszechświata

Źródło: NASA/CXC/M.Weiss

Badania przeprowadzone przez naukowców z Texas Tech University wskazują, że supermiękkie promieniowanie rentgenowskie może pochodzić z akrecji jak i procesów fuzji jądrowej.

Od dziesięcioleci astronomowie i astrofizycy wykorzystują określonego rodzaju supernowe do mierzenia tempa rozszerzania się wszechświata. Jednak najnowsze odkrycia naukowców z Texas Tech University mogą odwrócić tę metodę do góry nogami.

Supermiękkie promieniowanie rentgenowskie – bardzo silny poziom najsłabszego promieniowania rentgenowskiego – od dawna tłumaczone jest fuzją jądrową na powierzchni białego karła – małej, bardzo gęstej gwiazdy. Jednak najnowsza detekcja supermiękkiego promieniowania, które wyraźnie nie ma swojego źródła w procesie fuzji, wskazuje naukowcom, że fuzja jądrowa nie jest jedynym sposobem emisji takiego promieniowania.

Zdarzenie ASASSN16-oh po raz pierwszy zarejestrowano jako zjawisko przejściowe w Małym Obłoku Magellana w ramach przeglądu All-Sky Automated Survey. Dodatkowe obserwacje przeprowadzone za pomocą Obserwatorium Swift oraz Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra pomogło zweryfikować odkrycie.

“W przeszłości supermiękkie źródła wiązano z fuzją jądrową na powierzchni białych karłów” mówi główny autor artykułu opublikowanego dzisiaj w periodyku Nature Astronomy, prof. Tom Maccarone z Texas Tech Department of Physics and Astronomy. “Gdy biały karzeł przechwytuje materię z towarzyszącej mu gwiazdy, materiał ten gromadzi się na powierzchni, rozgrzewa się i z czasem dochodzi do procesu fuzji jądrowej, takich jak w bombie wodorowej”.

“Jednak tutaj obserwowana emisja pochodzi z regionu mniejszego niż powierzchnia białego karła i mamy silne argumenty przeciwko jakiemukolwiek rodzajowi eksplozji na powierzchni białego karła. Nie obserwujemy żadnych szerokich linii emisyjnych w widmie rentgenowskim ani optycznym, a zatem nie może być mowy o generowaniu żadnych silnych wiatrów. W niektórych przypadkach, fuzja jądrowa może być stała na powierzchni białego karła, ale nie może zaczynać się natychmiast od stałej fuzji. Momentowi rozpoczęcia procesów fuzji musi towarzyszyć jakaś eksplozja.”

Źródłem tej emisji zatem musi być akrecja – proces gromadzenia materii – a nie fuzja. Naukowcy zakładają, że badany układ składa się z bardzo wyewoluowanego czerwonego olbrzyma oraz białego karła z wyjątkowo dużym dyskiem emisyjnym. Tempo spływania materii przez dysk jest niestabilne i gdy materia zaczyna spływać szybciej, jasność układu rośnie.

“Obserwujemy tutaj przejściowy epizod supermiękkiej emisji, ale bez żadnych sygnałów, które łączymy z fuzją jądrową” mówi Maccarone. “Gdybyśmy mieli do czynienia z nową, oczekiwalibyśmy, że zobaczymy materię odpływającą z białego karła. Tutaj jednak tego nie widzimy. Zamiast tego widzimy jedynie gorącą emisję z dysku, który transportuje materię z gwiezdnego towarzysza na białego karła. Transfer masy  jest tutaj szybszy niż w jakimkolwiek innym dotąd obserwowanym układzie tego typu”.

Uzyskane wyniki zatem wskazują, że istnieją da sposoby powstawania supermiękkiej emisji: fuzja jądrowa oraz akrecja.

“To niesamowity wyniki” mówi Maccarone. “To zupełnie nowe zjawisko, a za każdym razem kiedy odkrywamy nowe zjawiska, jest ekscytująco”.

Mimo tego, że to odkrycie samo w sobie jest bardzo ciekawe, prawdopodobnie najważniejsze jest to jak odkrycie to może zmienić metody pomiaru tempa rozszerzania się wszechświata. Badane tutaj obiekty uważane były za jeden z głównych sposobów zwiększania masy białych karłów do momentu eksplozji jako supernowe typu Ia.

“Takie układy gwiazd stanowią instrument do badania tempa rozszerzania wszechświata” dodaje Maccarone. “Aby zmierzyć to tempo dokładniej niż robimy to teraz, musimy poznać dokładnie źródło supernowych typu Ia. To odkrycie – nowego sposobu powstawania źródeł supermiękkiego promieniowania – każe nam ponownie przemyśleć nasze podejście do łączenia populacji tych obiektów z częstotliwością eksplozji supernowych”.

Źródło: Texas Tech University