Вчені побачили смерть понад три тисячі білих карликів

Коли деякі білі карлики — компактні зірки з масами близько 1,4 мас Сонця — закінчують свій життєвий шлях термоядерним вибухом, формуються наднові типу Ia. Досі вважалося, що «гинуть» білі карлики одноманітно, проте аналіз 3628 спалахів наднових виявив найнезвичайніші сценарії космічної драми — від зіткнень зірок до «канібалізму» у подвійних системах.

Наднові типу Ia називають «стандартними свічками космології», оскільки за їхніми 
червоним зміщенням (дозволяє отримати інформацію про рух небесних тіл та їх властивості) можна оцінити відстань до галактик: народжуються ці об’єкти внаслідок вибухів білих карликів, світність яких досягає приблизно однакової яскравості. Саме на них звернули увагу астрономи наприкінці ХХ століття та зробили висновок, що Всесвіт розширюється з прискоренням.  

Хоча у 2024 році дані спостережень Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) дозволили припустити, що швидкість розширення Всесвіту не однакова (оскільки спостерігаються деякі «напруги» у вимірах постійної Хаббла), а в науковому співтоваристві все частіше сумніваються в існуванні темної енергії. зрозуміти природу темної енергії, спостерігаючи за «смертю» кількох тисяч білих карликів.   

Результати наукової роботи, опублікованої в журналі Astronomy&Astrophysics дійсно вражають: міжнародна дослідницька група під керівництвом професора Кейт Магуайр (Kate Maguire) з Трініті-коледжу (Ірландія) проаналізувала рекордно великий масив даних про спалахи наднових типу Ia3, 2018 по грудень 2020 року. Це, зазначимо, майже на порядок більше, ніж усі раніше опубліковані аналогічні вибірки прилеглих об’єктів, а великі набори даних дозволяють перевірити, наскільки добре наднові «вишиковуються» в єдину калібрувальну шкалу (що критично для точних вимірювань швидкості розширення Всесвіту). 

Спостереження за спалахами велися на 120-сантиметровому дзеркально-лінзовому телескопі Шмідта у Паломарській обсерваторії (США). З його допомогою астрономи зареєстрували дуже тьмяні наднові, недоступні іншим оглядам. Саме в цих слабких, ледь помітних спалахах вчені розглянули справжні космічні драми: білі карлики, як виявилося, «вмирають» дуже різноманітними способами (попри те, що наднові типу Ia називають однорідними, у них можуть бути тонкі відмінності в кривих блиску та спектрах).

Однією з найзнаменитіших знахідок стало підтвердження того, що частина білих карликів вибухала, буквально «поїдаючи» зірку-сусіда. Інші світлові «шоу» народжувалися при зіткненні відразу двох світил, що призводило до яскравого спалаху, помітного протягом багатьох місяців. Спостереження показали настільки широкий діапазон яскравостей, що частина спалахів ледь фіксувалася приладами, інші залишалися видимими довгі роки. 

Відкриття також підштовхують вчених до перегляду методів «стандартизації» спалахів наднових типу Ia для виміру відстаней у Всесвіті: якщо кожна наднова так різко відрізняється за яскравістю та іншими параметрами, то може вплинути на точність оцінок темної енергії і, як наслідок, на картину еволюції Всесвіту. А це, нагадаємо, питання і без того спірне.  Автори дослідження зазначили, що нинішні криві блиску отримані методом «примусової фотометрії» і вони ще мають провести додаткові перевірки. Більше того, каталог DR2 поки що не рекомендується безпосередньо використовувати для обчислення параметрів темної енергії або постійної Хаббла через невелику (але важливу) нелінійність у вимірах та ряд інших калібрувальних тонкощів. Втім, робота над коригуваннями вже триває: публікацію остаточної версії (DR2.5) заплановано на кінець 2025 року.

Астрономи продовжують спостереження і до 2025-2026 років розраховують отримати дані про вісім тисяч наднових Ia (і більше). Така вибірка дозволить суттєво уточнити уявлення про швидкість розширення Всесвіту та його структуру, еволюцію зіркових систем та природу темної енергії.