Сверхновая типа Ia (читай: «тип один-А») — это тип сверхновой , который возникает в двойных системах (две звезды, вращающиеся вокруг друг друга), в которых одна из звезд является белым карликом . Другая звезда может быть чем угодно, от звезды-гиганта до белого карлика еще меньшего размера. [1]
Физически углеродно-кислородные белые карлики с низкой скоростью вращения ограничены массой ниже 1,44 солнечной массы ( M ☉ ). [2] [3] За пределами этой « критической массы » они воспламеняются и в некоторых случаях вызывают взрыв сверхновой; эту критическую массу часто называют массой Чандрасекара, но она незначительно отличается от абсолютного предела Чандрасекара , где давление вырождения электронов не может предотвратить катастрофический коллапс. Если белый карлик постепенно набирает массу от двойного компаньона или сливается со вторым белым карликом, общая гипотеза состоит в том, что ядро белого карлика достигнет температуры воспламенения для синтеза углерода .по мере приближения к массе Чандрасекара. В течение нескольких секунд после начала ядерного синтеза значительная часть материи белого карлика вступает в неконтролируемую реакцию, высвобождая достаточное количество энергии (1–2 × 10 44 Дж ) [4] , чтобы развязать звезду при взрыве сверхновой. [5]
Категория сверхновых типа Ia дает довольно постоянную пиковую светимость из-за этой фиксированной критической массы, при которой белый карлик взорвется. Их постоянная пиковая светимость позволяет использовать эти взрывы в качестве стандартных свечей для измерения расстояния до их родительских галактик: визуальная величина сверхновой типа Ia, наблюдаемая с Земли, указывает на ее расстояние от Земли.
В мае 2015 года НАСА сообщило, что космическая обсерватория « Кеплер » наблюдала KSN 2011b, сверхновую типа Ia, находящуюся в процессе взрыва. Детали моментов предновых могут помочь ученым лучше оценить качество сверхновых типа Ia как стандартных свечей, что является важным звеном в аргументе в пользу темной энергии . [6]
В сентябре 2021 года астрономы сообщили, что космический телескоп Хаббл сделал три изображения сверхновой типа Ia через гравитационную линзу . Эта сверхновая появлялась в трех разных моментах эволюции своей яркости из-за разной длины пути света на трех изображениях; через -24, 92 и 107 дней от пика светимости. Четвертое изображение появится в 2037 году и позволит наблюдать за всем циклом свечения сверхновой. [7]
Сверхновая типа Ia является подкатегорией в схеме классификации сверхновых Минковского-Цвикки, которая была разработана немецко-американским астрономом Рудольфом Минковски и швейцарским астрономом Фрицем Цвикки . [9] Есть несколько способов, с помощью которых может образоваться сверхновая этого типа, но они имеют общий основной механизм. Астрономы-теоретики долгое время полагали, что звездой-прародителем сверхновых этого типа является белый карлик , и эмпирические доказательства этого были обнаружены в 2014 году, когда в галактике Мессье 82 наблюдалась сверхновая типа Ia . [10] При медленно вращающемся [2] углероде – кислородебелый карлик аккрецирует вещество от компаньона, он может превысить предел Чандрасекара около 1,44 M ☉ , за пределами которого он больше не может поддерживать свой вес давлением вырождения электронов. [11] В отсутствие уравновешивающего процесса белый карлик коллапсировал бы, образуя нейтронную звезду , в процессе без выброса, вызванном аккрецией, [12] как обычно происходит в случае белого карлика, который в основном состоит из магний , неон и кислород. [13]