Machen Puny White Dwarfs Wimpy Supernovae?

Basierend auf den Ergebnissen einer Radialgeschwindigkeitsuntersuchung haben Warren Brown (Smithsonian Astrophysical Observatory) und sein Team einige weitere Teile in das Supernova-Puzzle eingefügt.

Supernovae gibt es in vielen Geschmacksrichtungen. Wir haben auch Supernovae vom Typ II, von denen angenommen wird, dass sie den Kernkollaps einzelner, supermassiver Sterne darstellen. Es gibt auch superleuchtende Supernovae, bei denen es sich möglicherweise um die explosive Umwandlung eines Neutronensterns in einen Quarkstern handelt, und schließlich die Cousins ​​der Gruppe mit den schwachen Knien, die unterdurchschnittlichen unterleuchtenden Supernovae.

Unterleuchtende Supernovae sind eine seltene Art der Supernova-Explosion, die 10 bis 100 Mal weniger leuchtend ist als ein normaler SN-Typ Ia und nur 20% der Materie ausstößt. Brown und sein Team haben den Zusammenhang zwischen unterleuchtenden Supernovae und der Verschmelzung von Paaren weißer Zwerge untersucht.

In den 1980er Jahren wurde auf der Grundlage unseres theoretischen Verständnisses der stellaren und binären Evolution vorausgesagt, dass viele enge doppelte weiße Zwerge existieren würden. Erst 1988 wurde der erste tatsächlich entdeckt.

Der Weg, um nahe doppelte weiße Zwerge zu finden, besteht darin, hochauflösende Spektren der H-Alpha-Absorptionslinie eines weißen Zwergs zu verschiedenen Zeiten aufzunehmen und nach Variationen zu suchen, die durch die Umlaufbewegung des weißen Zwergs um einen unsichtbaren (Dimmer) verursacht werden. Begleiter. Die ersten systematischen Suchen waren nicht sehr erfolglos. Es wurde nur ein System gefunden. In den neunziger Jahren konzentrierten sich Tom Marsh und Mitarbeiter auf die Suche nach weißen Zwergen mit geringer Masse, die nach aktuellen Theorien nur in einem binären System gebildet werden konnten. Auf diese Weise wurden ein Dutzend weitere Systeme gefunden.

Extrem niedrige Masse (ELM) Weiße Zwerge (WDs) mit weniger als 0,3 Sonnenmassen sind die Überreste von Sternen, die in ihren Kernen niemals Helium entzündet haben. Das Universum ist nicht alt genug, um ELM-WDs durch Einzelsternentwicklung zu produzieren. Daher müssen ELM-WDs irgendwann in ihrer Entwicklung einen signifikanten Massenverlust erleiden. Die Herstellung von WDs mit 0,2 Sonnenmassen erfordert höchstwahrscheinlich kompakte Binärsysteme.

"Diese weißen Zwerge haben ein dramatisches Gewichtsverlustprogramm durchlaufen", sagte Carlos Allende Prieto, Astronom am Instituto de Astrofisica de Canarias in Spanien und Mitautor der Studie. "Diese Sterne befinden sich in so engen Umlaufbahnen, dass Gezeitenkräfte, wie sie die Ozeane auf der Erde beeinflussen, zu enormen Massenverlusten führten."

Beobachtungsdaten für ELM-WDs sind aufgrund ihrer Seltenheit ziemlich schwer zu bekommen. Zum Beispiel haben weniger als 0,2% der 9316 WDs, die in der Sloan Digital Sky Survey identifiziert wurden, Massen unter 0,3 Sonnenmassen.

Die Hälfte der von Brown und Mitarbeitern entdeckten Paare verschmelzen und könnten in 100 Millionen Jahren oder länger als Supernovae explodieren.

"Wir haben die Anzahl der bekannten, verschmelzenden Weißzwergsysteme verdreifacht", sagte der Smithsonian-Astronom und Co-Autor Mukremin Kilic. "Jetzt können wir beginnen zu verstehen, wie sich diese Systeme bilden und was sie in naher Zukunft werden könnten." Im Gegensatz zu normalen weißen Zwergen aus Kohlenstoff und Sauerstoff bestehen diese fast ausschließlich aus Helium.

"Die Geschwindigkeit, mit der unsere weißen Zwerge verschmelzen, entspricht der Geschwindigkeit der unterleuchtenden Supernovae – etwa alle 2.000 Jahre", erklärte Brown. "Obwohl wir nicht sicher wissen können, ob unsere verschmelzenden weißen Zwerge als unterleuchtende Supernovae explodieren werden, ist die Tatsache, dass die Raten gleich sind, sehr naheliegend."

Mindestens 25% dieser ELM-WDs gehören zu den alten Dickscheiben- und Halokomponenten der Milchstraße. Dies hilft Astronomen zu wissen, wo sie nach unterleuchtendem SNe suchen müssen und wo sie diese wahrscheinlich nicht finden, wenn die Modelle korrekt sind. Wenn verschmelzende ELM-WD-Systeme die Vorläufer von unterleuchtendem SNe sind, sollte die nächste Generation von Vermessungen wie die Palomar Transient Factory, Pan-STARRS, Skymapper und das Large Synoptic Survey Telescope sie unter den älteren Populationen von Sternen sowohl in elliptischer als auch in spiralförmiger Form finden Galaxien.

Die Papiere, die ihren Fund bekannt geben, sind online verfügbar unter: http://arxiv.org/abs/1011.3047 und http://arxiv.org/abs/1011.3050.

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