Za rozdíly v jasnostech supernov může nikl

18. února 2007 v 20:23 | OSEL.cz |  Astronomie
Astrofyzikové objasnili rozdíly v jasnostech supernov typu Ia. Tyto supernovy mají na obloze postavení kosmických majáků a astronomům slouží k určování vzdáleností ve vesmíru.
Zvětšit obrázek Šipka ukazuje supernovu 2002bo, která vznikla explozí bílého trpaslíka v galaxii NGC 3190 (souhvězdí Lva) ve vzdálenosti asi 60 miliónů sv.l. od Země. Kredit: Benetti et al., MNRAS 384, 261-278 (2004)
Vědci z německého MPA (Max-Planck-Gesellschaft für Astrophysik, Max Planck Institute for Astrophysics) a italského INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica, National Astronomical Institute of Italy) nyní našli způsob, jak použít tyto kosmické majáky pro přesná měření vzdáleností ve vesmíru. Vědci prokázali, že všechny supernovy určitého typu (typu Ia) vybuchují se stejnou hmotností a stejnou energií - a jejich jasnost závisí pouze na množství niklu, který supernova obsahuje.
Zvětšit obrázek Galaxie NGC 3190 se supernovami SN 2002bo a 2002cv. Kredit: D. Bishop/ Harvard-cfa
Tyto informace dovolily vědcům kalibrovat svítivost supernov mnohem precizněji. Toto znamená, že v budoucnosti budou schopni používat jasnost pozorovaných supernov - kosmických majáků - k daleko přesnějšímu určování vzdáleností od Země.
Hvězda dostatečně hmotná končí svůj život obrovskou explozí jako supernova. Po dobu několika týdnů je supernova téměř tak jasná jako celá galaxie, obsahující miliardy hvězd. Nejjasnější z nich fyzikové označují jako supernovy typu Ia. Jejich jasnost, pozorovaná ze Země, je úměrná jejich vzdálenosti od nás - ale je tam několik nejistot. "Zůstává ještě otázka: nakolik jsou supernovy skutečně vhodné pro měření vzdáleností? Např. znalost rychlosti rozpínání vesmíru je založena především na pozorování supernov," vysvětluje prof. Wolfgang Hillebrandt. Všechny supernovy typu Ia vykazují podobnou jasnost, ale nejsou úplně shodné.
Zvětšit obrázek Galaxie NGC 3190 se supernovami SN 2002bo a 2002cv. Kredit: T. Matheson/NOAO
Vědcům z MPG a INAF se nyní povedl zásadní objev. Dospěli k závěru, že energie exploze supernov typu Ia je téměř stejná - odpovídá energii bílého trpaslíka s hmotností okolo 1,5 hmotnosti Slunce. Bílý trpaslík získává materiál od svého společníka v těsné dvojhvězdné soustavě. Nicméně, množství radioaktivního niklu a středně těžkých chemických prvků (např. křemíku) je u různých supernov různé, což vysvětluje rozdíly v jejich jasnosti. Čím větší množství niklu supernova obsahuje, tím svítí jasněji.
Zvětšit obrázek Prof. Wolfgang Hillebrandt, ředitel MPA. Kredit: mpa-garching
Při explozi se vytváří velká množství radioaktivních atomových jader; u nějakých supernov je hlavně radioaktivní izotop niklu 56Ni zdrojem energie i světla. Sice se vytváří stejné množství energie, ale supernovy nejsou stejně jasné. Vědci jsou schopni tuto situaci vysvětlit přítomností křemíku ve spektru supernovy.
Během posledních 4 let pozorovali vědci každou z 20 supernov typu Ia po dobu několika týdnů. Pak použili spektroskopická a fotometrická data a složité numerické simulace a dospěli k výsledku, který umožňuje zpřesnit existující kalibrační metody.
Astronomové srovnávají skutečnou jasnost supernov s jejich světelnými křivkami (svítivost se vyvíjí s časem). Světelné křivky "nových" supernov vykazují velmi rychlý vzestup, většinou během několika dní a pak následuje velmi pozvolný pokles, pozorovatelný až po dobu několika měsíců. Světelné křivky jasnějších supernov klesají pomaleji než méně jasných supernov.
Zvětšit obrázek Max Planckův institut pro astrofyziku (Garching, Německo)
Doposud byla tato kalibrační metoda omezena znalostmi o samotných explozích supernov: co se stane, když bude jejich nastavení chybné? Supernova hraje významnou úlohu v kosmologii při měření vzdáleností. Dá se zjistit, jestli vybuchla právě když vznikala naše sluneční soustava nebo dokonce dříve. Dosud ale neexistuje záruka, že se jedná o stejné exploze, pro které byly světelné křivky kalibrovány.
Zvětšit obrázek Souhvězdí Lva (Leo) v hvězdném atlase Uranometria z roku 1690 (Johannes Hevelius)

Aby se vyloučily chyby, musí astronomové velmi dobře porozumět výbuchům supernov. A vědci z MPG a INAF k tomu nyní významně přispěli. "Naše překvapující výsledky poprvé daly pevný základ, na kterém můžeme použít supernovy k měření vzdáleností ve vesmíru," říká Hillebrandt. "Nyní rozumíme rozdílům v jasnostech supernov lépe a v budoucnosti můžeme tento kosmický metr přesně kalibrovat." Tento objev také přinese prospěch kosmologům, protože používají jasnost supernov k odvozování temné energie. Vědci jsou přesvědčeni, že za zrychlující se expanzi vesmíru je odpovědná temná hmota.
Prameny:
Paolo A. Mazzali, Friedrich K. Röpke, Stefano Benetti and Wolfgang Hillebrandt A Common: Explosion Mechanism for Type Ia Supernovae (Science, 9. February 2007).
SpaceRef
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Anketa

Co si myslíte o vzhledu tohoto blogu?

Výborný:o)
Ujde to
Nic moc
Hrůůůza!

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama