Nikl může za rozdíly v jasnostech supernov

Vědci z německého MPA (Max-Planck-Gesellschaft für Astrophysik) a italského INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) prokázali, že u supernov typu Ia, vybuchujících se stejnou hmotností a stejnou energií, závisí jejich jasnost na množství niklu, který supernova obsahuje. Tyto informace dovolily vědcům kalibrovat svítivost supernov mnohem precizněji a použít tyto kosmické majáky pro přesnější měření vzdáleností ve vesmíru.

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. Jasnost supernov je úměrná jejich vzdálenosti od Země. „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.

Vědci z MPA a INAF dospěli k závěru, že energie exploze supernov typu Ia je téměř stejná - odpovídá závěrečnému stádiu bílého trpaslíka s hmotností okolo 1,5 hmotnosti Slunce. Ale 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.

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. Srovnávali skutečnou jasnost supernov s jejich světelnými křivkami. 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.

„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.“

Podle Hillebrandta tento objev přinese také prospěch kosmologům, protože používají jasnost supernov k odvozování temné energie. Vědci jsou přesvědčeni, že za zrychlující se expanzi vesmíru je odpovědná temná hmota.

Originál:
Paolo A. Mazzali, Friedrich K. Röpke, Stefano Benetti and Wolfgang Hillebrandt A Common: Explosion Mechanism for Type Ia Supernovae (Science, 9. February 2007).

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)

Zdroj: www.spaceref.ca
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí