A fehér törpék haláltánca
A fehér törpék olyan csillagok, amelyek már elhasználták üzemanyagukat, főként szénből és oxigénből állnak, és már nem képesek önállóan újabb fúziós folyamatokat beindítani. Ám ha újabb anyag, például hélium vagy hidrogén kerül rájuk, elérhetik azt a tömeghatárt, amely újabb fúziós robbanást idéz elő, és ekkor a csillag szétrobban. Ez általában két módon következhet be. Az egyik, amikor a fehér törpe egy kettős rendszerben szomszédos csillagból szív magához anyagot, akár addig, míg tömege meghaladja az ún. Chandrasekhar-határt (1,4 naptömeg). A másik lehetőség, hogy két fehér törpe olvad össze, például gravitációs zavarok következtében.
Mindkét útvonalhoz szükség van arra, hogy a fehér törpe közel kerüljön társához, és mindkét lehetőséget már meg is figyelték. A fő kérdés továbbra is az, hogy ezek az események elég gyakoriak-e ahhoz, hogy minden látható Ia típusú szupernóva ilyen módon keletkezzen.
Kettős robbanás, avagy a kettős detonáció elmélete (Double Detonation)
A legújabb, izgalmas elmélet szerint nem szükséges, hogy a fehér törpe elérje a kritikus tömeget. Ehelyett egy viszonylag kicsi, héliumban gazdag robbanás már képes lehet annyira összenyomni a csillag belsejét, hogy az ott lévő szén-oxigén anyag is begyulladjon. Így két egymást követő detonáció jön létre: először a felhalmozódott héliumréteg robban fel, majd ennek nyomása beindítja a központi mag fúzióját, ami végül a teljes csillagot széttépi. A fehér törpe így már jóval a kritikus tömeg elérése előtt is felrobbanhat.
Ez azért fontos, mert a kettős detonáció magyarázatot adhat arra, miért látunk olyan sok Ia típusú szupernóvát még ott is, ahol a többi út nem tűnik elég gyakorinak. Ráadásul a két robbanási hullám más-más elemeket termel: a héliumköpeny főleg kalciumot, míg a szén-oxigén mag összetettebb, nehezebb elemeket. Éppen ezért egy ilyen esemény maradványaiban összetett, réteges anyageloszlásnak kell megjelennie.
Titkos kalciumhéjak a világűrben
A kutatók most egy SNR 0509-67.5 nevű, mintegy 300 éves szupernóva-maradványt vizsgáltak a Nagy Magellán-felhőben. Ezt az objektumot a Nagyon Nagy Teleszkóp (Very Large Telescope) spektrográfjával elemezték, kimutatva benne két, egymástól elkülönülő kalciumhéjat, amelyeket egy kénben gazdag réteg választ el. A számítógépes szimulációk pontosan ilyen anyagszerkezetet jósolnak egy kettős detonációval keletkező robbanás esetén: az egyik kalciumréteg kívül, a másik beljebb, köztük a kénréteggel.
A megfigyelések alapján az SNR 0509-67.5 egy nagyjából naptömegű fehér törpe volt, amelyet vélhetően egy mindössze 0,03 naptömegnyi héliumréteg robbanása indított be. Ez az elmélet alátámasztja, hogy ilyen módon is létrejöhetnek Ia típusú szupernóvák – sőt, talán jóval gyakrabban, mint eddig gondoltuk.
Változik az univerzum mérőszalagja?
Fontos kérdés, hogy vajon emiatt minden Ia típusú szupernóva valóban azonos fényességű-e – hiszen a kettős detonációval jóval kisebb tömegű fehér törpék is felrobbanhatnak, amelyek nem világítanak ugyanolyan erősen. Elképzelhető, hogy emiatt az univerzum tágulásának méréséhez használt kozmikus szabványok is átalakulnak a jövőben. Emellett az is előfordulhat, hogy egy közeli második fehér törpe is felrobban a törmelék hatására, és két robbanás összemosódik, ami tovább bonyolítja a csillagászok dolgát.
A következő években az lesz a feladat, hogy összetett számítógépes modellekkel és megfigyelésekkel pontosítsák: mennyire egységesek és megbízhatóak ezek a kozmikus világítótornyok. A galaxisok mélyén ugyanis úgy tűnik, nem csak egyféle út vezet a kozmikus robbanáshoz.
