“Зомби” звезды – ключ к измерению темной энергии

“Зомби” звезды взрываются подобно бомбам, так как они погибают, но только для того, чтобы воскреснуть путем поглощения материи других звезд. Согласно астрофизикам из UC Santa Barbara, это нечто, что происходит каждый день во Вселенной – нечто, что может быть полезным для измерения темной энергии.

Эта специфическая категория звезд, известных как сверхновые звезды типа Іа, помогает исследовать загадку темной энергии, которая, как полагают ученые, связана с расширением Вселенной.

Энди Ховэлл (Andy Howell), адъюнкт-профессор физики в UCSB и научный сотрудник из Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGT), написал обзорную статью на эту тему, которая вышла недавно в Nature Communications. LCOGT, глобальная сеть телескопов, работает в тесном сотрудничестве с UCSB.

Открытие темной энергии – один из самых значительных результатов последней половины столетия согласно Ховэллу. Невидимая темная энергия составляет примерно три четверти Вселенной. “Мы обнаружили ее приблизительно 20 лет назад с помощью сверхновых звезд типа Іа, термоядерных сверхновых звезд…”, – сказал Ховэлл. “Эти звезды – инструменты для того, чтобы измерить темную энергию. Они все примерно одинаковой яркости, таким образом, мы можем использовать их, чтобы выяснить расстояния во Вселенной”. По словам Ховэлла эти “суперновинки” настолько ярки, что сияют с силой равной примерно миллиарду солнц.

Сверхновые звезды типа Іа он называет “зомби”, потому что они имеют сгоревшее ядро и, как бы мы сказали – мертвы, но они возвращаются к жизни при поглощении материи из сопутствующей звезды. За прошлые 50 лет астрофизики обнаружили, что сверхновые звезды типа Ia являются частью бинарной системы (когда две звезды вращаются вокруг друг друга). Та из них, которая взрывается, является белым карликом. “Это то, чем наше Солнце будет в конце своей жизни”, – напомнил Ховэлл.

У белых карликов, которые имеют тенденцию взрываться как сверхновые звезды типа Ia, приблизительно одинаковая масса. Это рассматривали как фундаментальный предел физики согласно Ховэллу. Однако, в своей статье опубликованной в журнале Nature приблизительно пять лет назад, Ховэлл сообщил о своем открытии звезд, которые находятся вне этого предела. Эти ранее неизвестные сверхновые звезды типа Ia имеют большую массу, чем типичные “суперновинки” известные прежде, до взрыва – факт, который путает ученых.

Ховэлл представил гипотезу, чтобы понять этот новый класс объектов. “Одна из идей состоит в том, что два белых карлика могли бы, возможно, слиться воедино; двойная система могла бы быть двумя белыми карликами”, – сказал он. “Затем в течение долгого времени, они переходят друг в друга и сливаются. Когда они сливаются, они взрываются. Это может быть одним из объяснений того, что происходит”.

Астрофизики используют сверхновые звезды типа Ia, чтобы построить карту истории расширения Вселенной. По словам Ховэлла, ранее многие предполагали, что Вселенная замедляла свое расширение, поскольку в основу этого предположения ставилась гравитация. “Вместо этого она ускорялась. Есть сила, которая противодействует гравитации, и мы не знаем, что это. Мы называем ее темной энергией”, – сказал Ховэлл.

Новые результаты касаются понятия Эйнштейна о космологической константе. Это термин, который он добавил в свои уравнения, чтобы сделать их действенными. Однако Эйнштейн сделал это, потому что полагал, что Вселенная была статична; он не знал, что Вселенная расширялась. Когда было показано, что Вселенная все таки расширяется, Эйнштейн предположил, что это понятие было его самой большой и грубой ошибкой. “Оказывается, что эта космологическая константа была фактически одним из его самых больших успехов”, – сказал Ховэлл. “Это как раз то, что нам нужно сейчас для объяснения данных”.

Он сказал, что темная энергия – это, вероятно, свойство пространства. “У самого пространства есть некоторая энергия, связанная с ним”, – рассказывает Ховэлл. “Это то, на что результаты, кажется, указывают, а именно, что темная энергия распределена повсюду в космосе. Такое впечатление, что она свойство вакуума, но мы не абсолютно уверены…” По его словам, необходимо улучшить модели сверхновых звезд типа Ia, чтобы сделать измерения лучше.

На протяжении всей истории люди заметили несколько “суперновинок”, столь ярких, что они могли быть замечены невооруженным глазом. Но с появлением современных телескопов астрономы заглянули вглубь космоса и обнаружили больше “сепурновинок” – тысячи “суперновинок” в последние годы.

“Следующее десятилетие обещает достижение серьезных успехов в понимании почти каждого аспекта сверхновых звезд типа Ia, начиная от физики их взрыва…”, – пишет Ховэлл в Nature Communications. “И это знание может дать ключ к разгадке самых темных тайн темной энергии”.

На основе материалов UCSB